脉冲路面下轮毂电机偏心对电动汽车平顺性影响

为了分析脉冲路面下轮毂电机偏心对电动汽车平顺性的影响,给出了脉冲路面车轮激励和开关磁阻电机激励的表示。建立了考虑轮毂电机质量和轮毂电机激励的电动汽车平面4自由度振动模型,推导出相应的状态方程和输出向量,确定了脉冲路面平顺性评价指标。实现了脉冲路面车轮激励和轮毂电机激励的仿真,在脉冲路面下进行了4种工况的平顺性仿真和比较。结果表明,脉冲路面下轮毂电机偏心对电动汽车平顺性有着不可忽视的影响,设计电动汽车时需要考虑轮毂电机偏心带来的负效应。     

四轮独立驱动电动汽车电动轮影响研究

为了分析轮毂电机驱动电动汽车簧下质量变大导致的垂向振动负效应问题,根据自主研发可以四轮独立驱动的轮毂电机电动汽车,建立集中电机和轮毂电机驱动汽车的1/4动力学模型,在相同路面输入下,对汽车平顺性评价指标进行对比分析,说明轮毂电机驱动下电动轮结构对车辆垂向性能的影响。研究结果证明,轮毂电机驱动汽车的车身垂向加速度和轮胎动载荷都有所增加,这种变化将对车辆的行驶平顺性造成一定程度的恶化。     

路面-电磁双激励下电动轮汽车行驶平顺性分析

为研究电动轮车辆系统在路面-电磁双重激励下的振动特性，明确轮毂电机电磁激励对车辆行驶平顺性的影响规律，建立了基于刚性连接结构的轮毂驱动式电动汽车1/4的2-DOF垂向振动动力学模型；考虑路面激励的随机性以及电磁激励的分段周期性，得到了含随机性和周期性的复杂外激励模型；采用时域分析法，得到复杂外激励下电动轮车辆平顺性评价指标即车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷时间历程图，并分析了电磁激励对电动轮汽车平顺性的作用规律。结果表明：轮毂电机电磁激励对各指标的影响程度依次为车身加速度>轮胎动载荷>悬架动挠度；在加速行驶工况下，速度越快电机激励振动冲击越大，对车辆的行驶平顺性和舒适性越为不利。     

基于自抗扰控制的轮毂电机驱动电动汽车耦合振动抑制

针对路面随机激励和轮毂电机不平衡电磁激励引起的电磁耦合振动对轮毂电机驱动电动汽车的影响，提出一种基于自抗扰的振动抑制方法。建立车辆1/4振动系统数学模型，设计了一种基于自抗扰的控制器，将路面随机激励和电机自身产生的电磁激励视为总扰动进行统一观测补偿控制，并通过MATLAB/Simulink对所提出的控制策略进行仿真验证。结果表明，自抗扰控制对由路面不平度和偏心电磁力引起的电磁耦合振动具有较好的抑制效果。     

轮毂电机驱动电动汽车主动悬架最优控制研究

为解决轮毂电机驱动电动汽车因非簧载质量的增加而导致行驶平顺性降低的问题,在轮辋内安装电磁式主动悬架。建立1/4车辆悬架模型,采用二次型最优控制策略,获得电磁作动器最优控制力。利用MATLAB软件搭建悬架仿真模型,结果表明对轮毂电机驱动电动汽车主动悬架采用最优控制策略能较好地改善汽车的平顺性。     

抑制簧下质量负效应的轮边驱动系统研究

传统的轮毂电机轮边驱动方案因其簧下质量过大而导致车辆行驶平顺性和车轮接地性变差,针对此问题提出了电机集成式、电机摆动式两种抑制垂向振动负效应的轮边驱动电机布置方案和一种考虑到具体悬架形式和结构参数的1/4悬架垂向动力学模型。针对电机摆动式方案中电机的悬置参数进行了优化设计,并对这两种结构和轮毂电机结构的垂向动力学性能进行了仿真计算,基于Matlab和Adams软件的仿真结果,结合相关评价指标,分析了这3种系统的垂向动力学特性。结果表明,相比传统轮毂电机驱动系统,其余两种方案皆可起到抑制车辆的垂向加速度,改善车辆的平顺性和车轮接地性的作用,其中对车轮接地性的改善效果更明显,电机摆动式结构在改善垂向动力学性能上比集成式结构更有效。     

考虑弹性支撑边界条件的电动汽车-路面系统机电耦合振动特性分析

轮毂电机驱动电动汽车的簧下质量大导致轮胎动载荷增加，并且电机电磁力和转矩波动对车轮造成电机激励，进一步加剧车轮振动引起垂向振动负效应的问题。鉴于此，考虑电机的电磁激励，建立了电动汽车-路面系统的机电耦合动力学模型，推导了弹性支撑边界条件下路面结构的模态频率和振型表达式，以及路面振动引起的二次激励。计算了简支与弹性支撑边界条件下的路面模态频率，根据频率分布进行了截断阶数选取，并分析了边界条件、电机激励和车速对路面响应的影响。在此基础上，研究了不同行驶速度、路基反应模量及路面不平顺幅值下，激励形式对汽车车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的影响。结果表明：路面不平顺幅值越小，弹性支撑对路面响应的影响越大，弹性支撑边界条件下的路面响应较小，电机激励会引起路面响应的增加；弹性支撑边界条件下，路面不平顺幅值和路基反应模量越小，考虑路面不平顺、路面二次激励和电机激励的三重综合激励对电动汽车响应的影响越大，激励形式对轮胎动载荷的影响最大，对车身加速度的影响次之，对悬架动挠度的影响最小；电机激励导致轮胎动载荷增加，对路面破坏和寿命产生的负效应不容忽视。所建电动汽车-路面系统机电耦合模型及研究思路可为电动汽车垂向动力学分析提供参考与理论支持。     

轮边驱动电机对电动汽车振动影响的分析与优化

本文采用频域分析方法,通过振动响应量的频率响应特性和统计特性表示。以B级路面和轮边电机作为双激励源,基于1/4汽车2自由度系统建立轮边电机驱动电动汽车的振动模型,仿真分析轮边驱动电机对电动汽车振动性能的影响。结果表明,相比非簧载质量的变化,车速的变化对电动汽车的振动影响较大。基于此提出了一种由轮内主动减振的电机充当吸振器的新型轮毂电机结构并进行了优化。     

基于MATLAB的轮毂电机驱动电动汽车的平顺性研究

轮毂电机驱动技术是一种比较新颖的应用到电动汽车的驱动方式,作为新型能源汽车的一种,轮毂电机驱动车辆具有零尾气排放、传动结构简单高效、动力输出可控等诸多优点。但因轮毂电机的存在导致非簧载质量增加且电机激振力明显,导致电动车的舒适性差,操纵稳定性恶化。文章运用1/4电动车模型,应用频域分析法和时域分析法通过仿真分析振动系统在非簧载质量增加和电机运转时转矩波动引起的垂向激振力对车辆平顺性的影响。     

一种带新型内置悬置系统的电动轮结构研究EI北大核心CSCD

针对现有轮毂电机驱动电动轮车辆非簧载质量增加及路面激励引起的轮毂电机气隙不均匀带来的车辆平顺性和舒适性恶化的问题,提出了一种新型内置悬置系统的电动轮拓扑结构方案。此方案通过设置橡胶衬套将轮毂电机与簧下质量弹性隔离,将电机转化为与簧上质量并联的质量,同时,利用橡胶衬套吸收路面传递给电机的振动能量,减小路面激励对电机气隙的影响,改善车辆垂向动力学特性。在建立新型电动轮车辆模型和分析悬置系统参数对车辆垂向性能影响的基础上,对有、无悬置系统的两种电动轮驱动方案进行了垂向特性对比分析。结果表明:设置橡胶衬套后,簧上质量加速度、轮胎动载荷、悬架动行程和定、转子相对位移等方面均有不同程度的改善,尤其是对定、转子的相对位移量的改善最为显著。     

铰接式自卸车橡胶弹簧悬架系统试验研究

采用模拟随机输入路面谱激励室内台架试验的方法,对装有新型橡胶弹簧悬架系统的某型号铰接式自卸车进行台架试验研究,以评价橡胶弹簧悬架系统的减振性能和整车行驶平顺性。试验结果表明由于橡胶弹簧悬架系统某些参数匹配不合理导致该车行驶平顺性很不理想,通过优化悬架及座椅的刚度和阻尼参数,可提高整车行驶平顺性,并给出了座椅弹簧的优化结果。     

汽车动态舒适性的CAE分析技术及应用

基于某新型轿车的整车多体系统动力学仿真分析模型,按照有关标准和规范,建立了相应的数字化路面,分别进行了脉冲路面输入和随机路面输入下汽车动态舒适性虚拟试验,通过对仿真计算结果与试验结果的比较,分析探讨了汽车动态舒适性仿真分析精度的一些主要影响因素。进一步采用正交试验优化设计方法以轿车为例分析了动力总成悬置隔振元件刚度对轿车怠速工况动态舒适性的影响,进行了汽车动态舒适性的优化分析。总结并探讨了系统的基于CAE分析技术的汽车动态舒适性仿真分析与应用方法。     

松软路面突变性对车辆垂向振动的影响

为了在越野行驶车辆平顺性仿真系统中实时动态反映车辆的振动特性,提出了基于小波变换的松软越野路面突变性描述方法并分析突变性对车辆垂向振动的影响。通过小波变换对路面奇异点进行测定和定位,把越野车辆平顺性仿真系统看作是在有限时间内受到随机载荷激励的动力系统,分析其受路面突变载荷的车辆的垂直振动响应方差。结果表明,小波变换能较准确地判定路面奇异点并对其定位,可为越野车辆平顺性虚拟测试系统提供路面随机输入。     

State observer-based sliding mode control for semi-active hydro-pneumatic suspension

This paper proposes an improved virtual reference model for semi-active suspension to coordinate the vehicle ride comfort and handling stability. The reference model combines the virtues of sky-hook with ground-hook control logic, and the hybrid coefficient is tuned according to the longitudinal and lateral acceleration so as to improve the vehicle stability especially in high-speed condition. Suspension state observer based on unscented Kalman filter is designed. A sliding mode controller (SMC) is developed to track the states of the reference model. The stability of the SMC strategy is proven by means of Lyapunov function taking into account the nonlinear damper characteristics and sprung mass variation of the vehicle. Finally, the performance of the controller is demonstrated under three typical working conditions: the random road excitation, speed bump road and sharp acceleration and braking. The simulation results indicated that, compared with the traditional passive suspension, the proposed control algorithm can offer a better coordination between vehicle ride comfort and handling stability. This approach provides a viable alternative to costlier active suspension control systems for commercial vehicles.     

汽车主动悬架的单神经元自适应控制

在1/4汽车动力学模型的基础上,设计了汽车主动悬架的自适应神经元控制器。以车辆的行驶平顺性为主要控制目标,车身垂直加速度、悬架动挠度、车轮动位移为具体评价参数,研究了系统在随机路面激励条件下的时域响应,计算了振动响应的均方根值,考察了在变参数条件下控制器的鲁棒性。仿真结果表明,该控制器能有效改善车辆的综合性能,尤其是平顺性和舒适性,并且具有较好的鲁棒性,对模型参数的变化有一定的适应性。     

An investigation into the effect of suspension configurations on the performance of tracked vehicles traversing bump terrains

This is a theoretical investigation into the effect of various suspension configurations on a tracked vehicle performance over bump terrains. The model developed is validated using published experimental data of the modal characteristics of the vehicle. The desired performance is based on ride comfort via the mixed objective function (MOF), which combines the crest factor of bounce acceleration, bounce displacement, angular acceleration, and pitch angle. The optimisation process involves evaluating the MOF for different numbers and locations of dampers and under different rigid bump road conditions and speeds. The system responses of the selected suspension configurations in the time and frequency domains are compared against the undamped suspension. The results show that the suspension configurations have a significant effect on the vehicle mobility over bump road profiles. For a five-road–wheel half model of a tracked vehicle, the maximum number of dampers to use for ride comfort over these road bumps is three with the dampers located at wheel positions 1, 2 and 5. This confirms the current practice for many tracked vehicles with 10 road wheels. However, it is further shown that the suspension fitted with two dampers at the extreme road wheels offer the best performance over various rigid bump terrains.     

汽车平顺性时域仿真分析

采用虚拟试验场技术进行了汽车行驶平顺性的时域仿真。建立了面向汽车平顺性分析的整车刚弹耦合有限元模型,同时建立了脉冲输入路面模型和随机输入路面模型。采用1/3倍频带分布加速度均方根值方法及总加权方法对试验车辆的平顺性进行了评价。试验结果表明,运用虚拟试验场技术能够真实地反映汽车的行驶平顺性,仿真分析结果可靠。     

某中型载货车驾驶室异常共振的试验研究

针对某中型载货车在35km/h~40km/h车速附近出现的驾驶室异常共振问题,进行了道路试验,采集驾驶室内与驾驶室悬置周边位置处的振动加速度信号。通过驾驶员总加权加速度均方根值对载货车的乘坐舒适性进行了客观评价,结果表明驾驶室振动异常,乘坐舒适性能很差;通过悬架、驾驶室悬置传递函数的计算与分析,发现驾驶室后左悬置对车桥传递至驾驶室的低频振动起到极大的放大作用,是驾驶室内产生异常共振的主要原因。更换驾驶室后左悬置后,该车速段内的异常共振问题已消除。     

车身板件结构对汽车行车舒适性的影响

采用有限元与多体动力学相结合的方法分析了车身板件对振动的影响,改变车身板件局部结构,在对振动影响最大的前后地板上增加加强筋后对整车进行振动响应模拟,揭示了车身板件结构对汽车在路面激励下行车舒适性的影响。分析表明,在地板上增加加强筋可以极大地提高汽车的行车舒适性。