汽车离合器IPPD方法研究

汽车离合器是汽车传动系统的重要起步元件。其传统的设计方法没有在整个产品开发过程中将性能要求、产品特性、工艺过程及过程能力有机地融合,没有考虑离合器产品参数合理的公差范围以及生命周期内尺寸的变化,因此很难满足大规模生产的离合器转矩传递能力和踏板操纵特性的要求。通过建立基于功能—产品特性—工艺及过程能力的汽车离合器IPPD （integrated product and process design,集成产品工艺设计）方法,分析离合器产品特性及工艺参数公差对转矩传递能力和踏板操纵特性的影响,提出了建立精确的传动系统动力学模型的方法,给出了转矩传递能力和踏板操纵特性与产品特性及工艺参数公差的映射关系;在满足可制造性和可装配性的设计要求下,建立了产品特性与工艺过程及参数变化的循环映射关系,采用基于过程能力的稳健公差设计方法进行工艺方案和工艺参数优化。采用所提出的离合器IPPD方法可以更好地使产品满足性能要求,从而为提高离合器设计精度和可靠性提供支撑,为开展离合器的智能设计建立基础。     

集成相对位移自传感磁流变阻尼器性能优化

提出并实现基于Pareto优化原理对体积一定的集成相对位移自传感磁流变阻尼器(IRDSMRD)关键参数进行关于目标函数为IRDSMRD的阻尼力与集成相对位移传感器(IRDS)的线性度优化方法。对影响IRDSMRD阻尼力与IRDS线性度磁通回路的磁特性建模、分析,建立受IRDSMRD关键参数影响的IRDS线性度与IRDSMRD阻尼力数学模型。获得IRDSMRD体积一定时表征权衡IRDSMRD阻尼力性能与相对位移传感性能间关系的Pareto最优曲线(即Pareto前沿)。结果表明,在Pareto前沿上点即为IRDSMRD阻尼力与IRDS线性度最优点。在特定应用条件下,可据Pareto前沿选择具有特定IRDS的线性度最优的IRDSMRD阻尼力,反之也然。     

磁流变半主动落锤冲击缓冲系统的"软着陆"控制试验与分析

研究了基于磁流变能量吸收器(Magnetorheological energy absorber,MREA)的单自由度冲击缓冲控制系统在落锤激励条件下的控制方法,实现最大化利用MREA的活塞行程并在活塞行程终点落锤速度减小至0的落锤"软着陆"控制目标.建立了基于MREA的单自由度冲击缓冲系统的动力学模型和试验测试系统.为了准确模拟MREA的磁滞非线性力,基于基本RC算子磁滞模型研究了MREA磁滞非线性力前馈跟踪方案.根据落锤的实时状态得出落锤下落的期望反馈,从而得出期望阻尼力进而实现落锤的缓冲控制.仿真分析和试验测试验证了基于准确的MREA磁滞非线性力模型的MREA冲击缓冲系统"软着陆"控制方案的可行性.     

磁流变半主动横向稳定杆对汽车侧倾的影响

由于智能材料磁流变液具有响应时间短、可控范围大等特性,基于磁流变液的半主动执行器件的应用越来越广泛。为同时保证车辆在高速转向时的行驶安全性（抗侧倾性能）和在通过不平路面时的行驶平顺性,提出一种磁流变半主动横向稳定杆。装有旋转式磁流变阻尼器的横向稳定杆可在车辆低速转向时提供较小的扭转力矩以提高平顺性,而在高速转向时提供大扭转力矩以提高安全性。为验证提出的半主动横向稳定杆的可行性和有效性,建立装有磁流变横向稳定杆的车辆侧倾数学模型,并基于整车动力学仿真软件CarSim对某型汽车整车模型进行半被动控制下的动力学仿真。以一种基于车身侧倾角速度的分段控制策略对磁流变横向稳定杆进行了初步的控制仿真,并与传统被动横向稳定杆对车辆侧倾的性能影响进行了对比、分析和评价。     

考虑迟滞特性的轮胎纵向动力学模型

轮胎是汽车唯一接地部件，提供汽车运动需要的所有驱动、转向和制动力。轮胎模型是汽车动力学的基础，汽车动力学及其控制技术的进一步发展有赖于精确的轮胎模型技术。为此提出一种考虑轮胎变形迟滞特性的轮胎简化物理模型，结合电容-电阻(Resistor-Capacitor,RC)迟滞算子，分析轮胎胎体压缩回弹和制动力加载卸载两个层面的迟滞特性，并分别建立纵滑工况下的轮胎稳态模型HysTire和动态模型Dyn-HysTire。为了验证HysTire模型和Dyn-HysTire模型的准确性，对某型号Pirelli轮胎纵滑工况下的试验数据进行建模。结果显示，稳态模型HysTire提供了与魔术公式相似的拟合精度，而引入滑移率变化率的动态Dyn-HysTire模型的拟合结果的均方差(Mean square error,MSE)值相比于魔术公式降低了约30%，显著提高了轮胎的仿真精度。另外Dyn-HysTire模型同样提供了堪比LuGre模型和PAC2002模型对轮胎动态特性的表达能力。最后在1/4车辆ABS仿真中进一步验证，相比于魔术公式，考虑迟滞特性的Dyn-HysTire模型更能反映出轮胎的真实力学特性，...