基于ISIGHT的重型汽车空气悬架系统多目标优化设计

运用ADAMS/CAR建立重型汽车空气悬架模型和整车多体动力学模型,并对该车驾驶员处和鞍座处进行平顺性仿真分析.以驾驶员处和鞍座处加权加速度均方根为目标函数,以空气悬架弹簧刚度和减振器阻尼为试验因子,利用多目标优化软件ISIGHT进行多目标分析,获取最优参数.仿真分析结果表明,采用优化后的悬架参数可使驾驶员处以及鞍座处的舒适程度得到提高.     

基于平顺性和道路友好性的载货汽车悬架参数优化

为探讨悬架系统对乘员舒适性及车辆对道路破坏程度的影响规律,以某中级载货汽车为研究对象,建立半车4自由度动力学模型。根据行驶平顺性和道路友好性各自评价指标进行了数值计算,并构造了中级载货车悬架优化设计模型,运用Matlab软件对车辆前后悬架刚度值和阻尼值进行优化计算,结果表明车辆的平顺性和道路友好性均得到改善。     

基于近似模型的车辆平顺性优化研究

利用多体动力学软件ADAMS/Car建立了某轿车的整车刚柔耦合模型,以悬架弹簧刚度、减震器阻尼为设计变量,驾驶员座椅椅面总加权加速度均方根值为优化目标,在Isight软件中,应用现代DOE采样技术与响应面法构建了设计变量与优化目标的近似模型,在此近似模型基础上,使用序列二次规划法对车辆的平顺性进行了优化。优化结果表明,整车的平顺性得到了改善。     

基于刚柔耦合模型的双横臂独立悬架仿真分析及优化

在机械系统动力学软件ADAMS中建立了某轿车双横臂独立悬架的刚柔耦合模型,并对其进行了双轮同向激振仿真分析。利用ADAMS/Insight模块对悬架参数进行优化,使悬架系统的性能得到了改善。     

基于路面识别的主动馈能悬架多目标控制与优化

针对主动悬架减振性能和馈能特性在不同等级路面适应性较差的问题,建立了非线性电磁主动悬架模型; 考虑车辆在行驶过程中悬架簧上质量存在不确定性,提出了一种主动悬架自适应滑模控制器; 基于不同路面下悬架动力学响应数据,采用自适应模糊神经网络算法识别路面等级,确定控制器目标系数,实现了主动悬架安全性和舒适性之间的协调; 研究了电磁主动悬架馈能特性及其切换控制策略,在此基础上,考虑电磁主动悬架安全性、舒适性和节能性的矛盾关系,采用多目标粒子群优化(MOPSO),以悬架动力学性能和馈能特性为设计目标综合优化控制器和悬架结构参数,并通过模糊集理论对多目标优化后的Pareto解集进行最优解选取。研究结果表明:模糊神经网络对不同等级路面下非线性电磁主动悬架的最大识别误差能够控制在10%以内,满足识别准确性要求; 在C级路面条件下,优化后的主动悬架与传统被动悬架相比,簧上质量振动加速度减小了35.3%,轮胎动行程增大了7.7%,但可以控制在10%的安全范围内; 与原主动悬架相比,优化后悬架簧上质量振动加速度减小了10.5%,馈能效率增大了1.7%,优化后自适应滑模控制器能够更好地协调悬架馈能特性和减振特性; 建立的非线性电磁主动悬架模型可实现不同路面等级下悬架系统安全性、舒适性和节能性的综合最优。      

考虑效率最大化的机械加工工艺路线多目标优化模型

机械加工过程中不同工序间复杂耦合关系会导致加工效率不高。为了解决这个问题,构建了考虑效率最大化的机械加工工艺路线多目标优化模型。以涿州机械厂加工的液压仰拱栈桥、衬砌台车为例,分析液压操作系统、数控切割机的能耗特性。以加工能耗低、加工时间短为目标,建立优化目标函数,计算总能耗和总耗时。设定液压操作系统和数控切割机加工过程约束条件,构建多目标优化模型,并利用帝国竞争算法进行模型求解。结果显示,该模型能耗和时间均优化时,加工效率最高为96%,说明使用该模型加工效率较高。     

整车平顺性仿真及试验优化

为了提高整车的平顺性,采用机械系统动力学分析软件MSC.Adam s建立了某车的虚拟样机模型;实现了随机输入路面平顺性仿真;考虑了悬架的刚度、阻尼参数对整车平顺性的影响,最后采用试验优化技术中的近似D-最优设计对悬架参数进行优化,极大改善了整车的平顺性。     

双横臂悬架动力学建模及模糊滑模控制器设计

针对传统双横臂悬架建模时直接使用悬架参数,所引起的模型准确率低不能完整反应悬架动态特性的问题,对双横臂悬架进行了机构动力学建模,计算了悬架阻尼系数和弹簧刚度的等效系数.为进一步优化控制效果,设计了带模糊切换增益调节的滑模控制器,把理想的天棚阻尼系统作为参考模型,将实际被控系统与参考模型之间的误差动力学方程作为模糊滑模控制器的控制对象,为了降低滑模控制中的抖振,对切换增益K(t)进行模糊化处理,通过MATLAB/simulink仿真验证并与PID、被动悬架进行对比.研究结果表明:模糊滑模控制器能有效降低车身的加速度,提高车辆的平顺性.     

四角互联空气悬架系统平顺性与消扭特性

为提高车辆在不平路面上的行驶平顺性,减小车身所受扭转载荷,提出了一种四角互联空气悬架系统.基于工程热力学和车辆动力学理论,构建了带四角互联空气悬架的整车动力学模型.通过搭建试验台架,验证了所建模型的准确性,并在Matlab/Simulink中进行了仿真分析.研究结果表明:当车辆以20 km/h的速度行驶在对扭路面时,与传统空气悬架相比,四角互联空气悬架可使车身加速度、侧倾角和车轮动载荷分别改善22.5%,24.2%和16.3%, 并消除27.8%的车身扭转载荷,但悬架动行程增大20.6%;连接管路内径在0~10 mm范围增大,互联效果越显著,当车速在10~60 km/h范围时,四角互联空气悬架能有效提升车辆隔振性能,且车速在40 km/h以下消扭效果更加明显.      

车辆悬架最佳阻尼匹配减振器设计

为了使设计减振器对车辆具有最佳减振效果,利用悬架最佳阻尼比,对减振器最佳阻尼系数进行了研究,建立了减振器最佳速度特性数学模型,提出了减振器阀系参数设计优化方法,对设计减振器进行了特性试验和整车振动试验,并与原车载减振器性能进行了对比。计算结果表明:减振器特性试验值与最佳阻尼匹配要求值的最大偏差为9%,而且,在低频范围内,设计减振器的整车振动传递函数幅值明显低于原车载减振器的幅值,有效遏制了簧下质量在13Hz附近的共振,因此,减振器速度特性模型和阀系参数优化设计方法是正确的。     

横向互联空气悬架多智能体减振器系统博弈控制

为进一步改善横向互联空气悬架车辆的行驶平顺性和操纵稳定性, 基于多智能体理论和合作博弈Shapley值原理构建多智能体减振器控制系统; 多智能体减振器控制系统由信息发布智能体、平顺性智能体、操稳性智能体和博弈协调智能体组成, 其中信息发布智能体从环境中获取车辆状态信息, 根据下层智能体的信息需求传递信息, 平顺性智能体接收悬架动行程及其变化率信息, 根据平顺性控制要求, 输出自身的阻尼系数意图, 操稳性智能体接收当前互联状态信息触发对应的推理模块, 根据车身侧倾角信息求解需求的阻尼系数, 其中推理模块是通过对遗传算法优化出的阻尼系数进行模糊神经网络自学习形成的, 博弈协调智能体接收平顺性智能体与操稳性智能体的阻尼意图, 根据自身的合作博弈规则, 对阻尼意图进行修正, 输出全局最优阻尼系数; 在不同互联状态、不同激励条件下进行空气悬架静、动态特性试验研究, 并将试验结果与仿真结果进行对比, 验证仿真模型的准确性; 在混合工况下, 利用整车仿真模型验证多智能体减振器控制系统的可行性和有效性。研究结果表明: 和传统减振器阻尼控制系统相比, 多智能体减振器控制系统能有效地使簧载质量加速度均方根值降低14.95%, 悬架动行程均方根值降低10.64%, 车身侧倾角均方根值降低12.33%。提出的多智能体减振器控制系统改善了车辆行驶平顺性和乘坐舒适性, 并且能够抑制车身的侧倾, 提高整车的操纵稳定性。      

基于ADAM S的液压升降车双横臂独立悬架设计与分析

针对现有液压升降车车身窄、重心高,行驶过程中存在易侧翻等平稳性问题,为某型号液压升降车前桥设计了双横臂独立悬架.先建立空间拓扑图,采用空间解析几何方法得出车轮关键定位参数表达式,根据设计参数计算出关键定位参数;然后用多体动力学仿真软件ADAMS建立悬架的虚拟样机模型,进行运动学仿真优化,找出合理的车轮定位参数;根据仿真结果建立悬架实物分析模型,进行仿真结果与实验结果对比分析.结果表明:实验结果与仿真结果基本一致,各指标均满足了设计要求,验证了理论模型的准确性和仿真优化的可靠性.     

双筒液压减振器的实验与仿真研究

以某S50双筒液压减振器为研究对象,通过减振器示功机进行实验研究,获得该减振器阻尼、速度特性。通过流体力学以及弹性力学知识,在分析减振器内部结构的基础上建立其数学模型,再通过AMESim软件建立了减振器的仿真模型,通过仿真结果与实验结果的对比验证了模型的正确性。最后,基于该仿真模型研究了减振器活塞杆直径和复原阀阀片片数等关键参数对示功、速度特性的影响。通过对减振器的以上研究,可以为减振器的设计、调校提供一定的指导意义。     

半挂汽车列车结构参数及模型处理方式对平顺性的影响

建立了6×4牵引车与3轴半挂车组成的半挂汽车列车11自由度半车动力学模型,在道路不平度的激励下通过频域方法研究了牵引车的驱动桥平衡梁及全浮式驾驶室的不同处理方法对半挂汽车列车平顺性仿真结果的影响。之后,进一步研究了悬架刚度、悬架阻尼系数、轮胎刚度、牵引销前置距及挂车上货物质心位置变化对半挂汽车列车平顺性的影响,并按照其影响的大小进行了排序。这些工作为半挂汽车列车的设计及牵引车与半挂车的匹配提供了一定指导。     

基于虚拟试验场技术的越野车辆地形通过性评价系统

为了评价越野车辆的地形通过性,建立了基于虚拟试验场技术的评价系统.基于轮胎内压和轮胎刚度与有效接地面积基本成线性的关系,用试验系数对建立的轮胎粘弹性有限元模型进行了修正.研究了悬架的刚度-阻尼模型,并以多体动力学理论建立了车辆的6自由度动力学模型.以车轮六分力传感器和机器视觉测量方法建立了评价仿真模型的标定和验证硬件平台,并对实车试验与评价系统的仿真结果进行对比.对比结果表明:仿真与试验结果的干涉误差在5%以内,因此,评价系统可信.     

基于LPV模型的麦弗逊式主动悬架控制器设计

根据麦弗逊式主动悬架的二维结构,应用含耗散能的拉格朗日公式建立其动力学方程,在平衡位置对运动方程进行线性化,并整理成状态方程形式。针对簧载质量的不确定性,建立了麦弗逊式主动悬架的LPV模型,运用LMI技术并采用区域极点配置法设计了状态反馈鲁棒H∞控制器,并在Matlab/Simulink中进行仿真。研究结果表明:麦弗逊式主动悬架采用极点配置状态反馈鲁棒H∞控制器可以明显改善行驶平顺性和悬架稳定性,其性能明显优于同参数的被动麦弗逊式悬架。     

非平稳路面激励下整车动力学建模与仿真

为研究非平稳路面激励下整车振动特性,以汽车行驶平顺性为控制目标,建立非平稳路面时域模型及整车振动模型。运用滤波白噪声的方法生成随机路面轮廓,并对非平稳路面下汽车前后轮激励进行时域特性分析,结果表明非平稳路面激励具有低频波动特性。最后以车辆行驶动力学和操纵动力学的理论为基础,建立整车振动动力学方程,借助Matlab/Simulink建立振动仿真模型,得出在非平稳路面激励下,适当的调整前后悬架刚度和阻尼,可提高汽车的乘坐舒适性。     

基于ADAMS的等臂式平衡悬架建模及整车平顺性仿真

针对某重型厢式运输车的第3轴与第4轴之间的等臂式平衡悬架,在借鉴离散梁法思想的基础上,将ADAMS/Chassis中的Leaf Spring模块与ADAMS/View相结合,提出了一种高效而灵活地建立等臂式平衡悬架钢板弹簧模型的新方法。在ADAMS/View中分别建立了等臂式平衡悬架模型、前桥悬架模型及整车动力学模型,进行了整车随机路面行驶平顺性仿真,仿真结果与实验结果基本一致,证明了提出的等臂式平衡悬架建模方法的可行性和所建的整车多体动力学模型的有效性,可为多轴重型商用车动力学建模和平顺性仿真研究提供有益的参考。     

基于ADAMS的双横臂独立悬架的仿真分析及优化设计

在现有的汽车前悬架数据的基础上,用ADAM S/VIEW模块建立悬架模型,并对模型进行仿真计算,研究分析汽车运动中悬架随车轮上下跳动时定位参数的变化规律,评价悬架数据合理性。采用优化分析对悬架不合理数据进行优化,进一步改善悬架系统性能,以提高产品开发质量。     

汽车悬架系统阻尼半主动控制研究

研究了汽车悬架系统阻尼半主动控制的算法，建立了悬架窜动，轮胎变形的整车模型，并将隔振效果与被动隔振作一对比。结果表明，开关式阻尼器降低了车身加速度的均方值，但增大悬架窜动和轮胎变形的加速度均方值。