Kelvin-Voigt模型橡胶衬套对汽车行驶平顺性的影响分析

为研究汽车行驶平顺性受到悬架橡胶衬套的影响，依据Kelvin-Voigt橡胶衬套模型，采用虚拟坐标法，建立了包含橡胶衬套Kelvin-Voigt模型的6-DOF汽车振动模型。针对所建模型，采用线性滤波白噪声法建立前、后车轮路面激励模型，以C级随机路面激励为车辆振动系统输入，运用四阶Variable step length Runge-Kutta算法和傅里叶变换法对所建模型展开时域和频域仿真；分析匀速行驶工况下汽车座椅、车身、悬架动挠度及轮胎动载荷受到悬架橡胶衬套的影响；并将仿真结果与不包含橡胶衬套的6-DOF汽车振动模型相比较。仿真结果表明，在悬架系统中安装橡胶衬套确实能提升汽车行驶平顺性，增强轮胎接地性能。     

考虑发动机与人椅系统的液压半主动悬架振动控制研究

在研究1/2车辆模糊控制半主动悬架的基础上,加入了发动机和人椅系统等因素,建立了"车椅人"1/4车体4自由度车辆动力学模型,设计了用于该车体的参数自整定的模糊PID控制器,并应用MATLAB/SIMULINK软件进行了仿真研究.结果表明,高频恒定的发动机激励对座椅加速度影响较小,模糊PID控制器比模糊控制器具有更强的自...     

电控空气悬架车高调节与车姿控制研究

针对电控空气悬架在车高调节过程中存在的过充,过放以及震荡等不良现象和加速、减速、转弯以及路面随机干扰对整车姿态的影响,根据变质量充放气系统热力学理论,提出一种能够对气体质量流量进行自适应快速调节的单神经元PID控制方法。根据车辆动力学理论,建立了加速、减速、转弯以及路面随机干扰下的空气悬架车身高度调节系统整车模型。基于神经网络控制算法,设计了车身高度调节的单神经元PID控制器和整车姿态控制的BP神经网络PID控制器。为检验所设计控制器的性能,搭建了Matlab/Simulink车身高度控制仿真模型和整车姿态控制仿真模型。仿真结果表明所设计的控制系统不仅能够实现车身高度的有效调节,同时还能抑制车身高度调节中的整车姿态变化。     

基于拓扑结构分析的整车平顺性仿真及试验研究

利用拓扑理论,对某国产轿车的整车拓扑结构进行分析,系统分析前后悬架子系统拓扑结构、转向子系统拓扑结构和动力总成拓扑结构并建立相应模型,结合Fiala轮胎模型和人椅系统模型,在ADAMS环境下建立了整车的虚拟样机,并编制随机的B级路面模型,研究在路面随机输入条件下该车的行驶平顺性。最后将该车道路试验结果与仿真结果进行对比,结果显示驾驶员座椅处垂向加速度功率谱的峰值所对应的频率一致,峰值大小略有差别,而垂向加速度功率谱变化趋势相同。     

基于ADAMS的商务车平顺性仿真

在ADAMS环境下建立了某商务车前后悬架、轮胎、车身、转向系和人——椅等子系统和整车的多体动理学模型，编制了路面生成软件，生成不同等级的随机路面文件，对模型分别进行前后悬架偏频仿真和随机路面输入的动理学仿真，把仿真的数据输入编制的平顺性评价程序中进行计算，结果与实车试验结果吻合较好。     

空气弹簧座椅在冲击式压路机上的应用

针对冲击式压路机牵引主机座椅悬架系统与车的刚性连接问题,提出了应用空气弹簧座椅的设想。应用机械系统动力学软件ADAMS建立了牵引车仿真模型、减振器仿真模型及D级路面时域仿真激励信号,并加入相关约束组成整车振动仿真模型,进行振动仿真分析,结果表明：空气弹簧座椅的整车振动仿真模型可以有效地衰减人体受到的振动。     

汽车迟滞非线性动力系统仿真研究

通过轿车副车架橡胶支承的动态特性试验,实现了橡胶支承迟滞非线性特性的数学建模和参数识别。用动态子结构方法将整车模型划分为多个子结构,采用含连接子结构的自由界面模态综合法建立了整车非线性流固耦合模型。用MontoCarlo法模拟路面激励谱和发动机随机激励力谱,利用整车结构-声学耦合系统的运动微分方程,在时域内对路面激励和发动机激励产生的振动和车内噪声特性进行仿真模拟,并通过道路试验和台架试验对计算结果进行了验证。     

车辆人椅系统主要参数对舒适度敏感性分析

建立了一个二维人椅系统动力学模型,以研究其主要参数对乘坐舒适性的影响。利用软件Matlab SimMechanics建立了相应的非线性仿真模型,将实验测定的路面激励数据分别输入非线性仿真模型和线性模型,比较输出的加速度功率谱密度以验证线性模型的有效性,在此基础上进行敏感性分析。结果表明,除了座椅的刚度和阻尼以外,人体身高、体质量和乘坐姿态也对舒适性有重要影响。     

随机路面激励下车辆系统参数对汽车行驶平顺性的影响研究

基于汽车系统动力学和随机振动理论，建立了简化的人体-座椅、车身及车轮3-DOF车辆振动模型，采用线性滤波白噪声法建立了路面激励模型，并仿真分析了常见C级路面的不平度特性。以C级随机路面激励为车辆振动系统输入，运用变步长四阶Runge-Kutta法求解了车辆系统数学模型。在时域和频域两方面，仿真分析了座椅刚度、阻尼，悬架刚度、阻尼及轮胎刚度对座椅、悬架性能的影响，以及路面不平度和车速对座椅垂向加权加速度的影响。得出了座椅加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷功率谱密度随座椅刚度、阻尼系数，悬架刚度、阻尼系数及轮胎刚度变化的规律。     

车辆主动悬架系统的最优控制研究

为了改善车辆的操纵稳定性和舒适性,本文首先建立二自由度1/4整车悬架系统模型,然后应用最优控制理论,设计线性二次型最优状态控制器。最后利用MATLAB中的Simulink模块对主被动悬架系统进行仿真。仿真结果表明:本文设计的最优控制器可提高悬架的性能,使车辆的操纵稳定性和舒适性得到一定的改善。     

基于Matlab／simulink的汽车整车模型非线性仿真

随着汽车动态仿真的发展。产生了不同复杂程度的动力学仿真模型。通过将汽车车身看作是一个刚体,忽略悬置的发动机和驾驶员以及座椅。建立了一个非线性七自由度的立体模型,在正弦路面激励下运用Matlab／simulink软件对汽车整车系统进行仿真计算。仿真结果表明,该模型可能存在混沌现象。     

汽车ESP系统控制策略的仿真研究

在Matlab/Simulink中建立了"魔术公式"轮胎模型和8自由度整车动力学模型。针对ESP系统的非线性时变特性,设计了基于横摆角速度和质心侧偏角的联合模糊控制器,提出了附加横摆力矩的转矩主动分配策略,并在易于失稳的湿滑路面上进行了典型工况的仿真。结果表明:所设计的控制器和提出的分配策略可以实现对车辆稳定性的较好控制。     

四轮独立转向电动汽车转向控制方法

本文中对四轮独立转向电动汽车的转向控制方法进行研究。首先,基于前轮转向车辆的理想横摆角速度模型,建立四轮独立转向2自由度动力学模型。接着,以四轮侧偏角之和绝对值最小化作为优化目标函数,以质心侧偏角为零和理想横摆角速度作为约束条件,采用线型优化算法求解系统前馈控制器。再以轮胎侧偏角和横摆转矩为输入建立线性控制模型,运用最优区域极点配置方法设计反馈控制器。最后,建立人-车-路闭环仿真系统,分别进行双移线道路仿真实验和对开路面上的行驶仿真实验。结果表明,控制器能根据路面附着情况分配各轮转角,保证车辆跟踪理想状态。实车双移线实验进一步验证了控制器对车辆理想状态良好的跟踪精度。     

四轮路面激励生成工具开发及应用

为了在平顺性研究中应用路面激励,基于滤波白噪声方法建立了四轮路面激励模型。采用Matlab开发了四轮路面激励生成工具,可以通过图形用户界面自动生成不同路面类型和车速组合下的四轮路面激励数据。将生成的路面激励数据输入到四轮汽车11自由度系统振动模型中,获得了B级路面上不同座椅位置人体质心加速度与车速的关系。研究结果表明,基于滤波白噪声方法建立的四轮路面激励模型和开发的四轮路面激励生成工具,既可以自动生成四轮路面激励数据,也可以有效用于汽车平顺性仿真。     

集成化仿真系统在气制动TCS控制器开发中的应用

利用Simulink/xPC实时仿真软硬件环境,设计了集成化TCS仿真软硬件系统。建立了包括整车、动力传动系、制动器、轮胎、路面的动力学模型,应用离线仿真、快速原型仿真和ECU在环仿真等方法开发了气制动TCS控制器控制逻辑。经实车试验表明,系统能有效控制驱动轮的打滑趋势,提高汽车加速性能,改善发动机的工作条件。     

基于T-S模糊模型的车辆电液悬架系统H_∞控制

为了进一步降低主动悬架作动器输出力并优化控制系统鲁棒性,建立车辆7自由度整车模型,采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊建模技术,设计主动悬架外环H_∞控制器,从而根据路面输入调节主动悬架性能,提升作动器能效。通过构建一个包括控制器稳定性分析、悬架运动空间及力的限值问题的线性矩阵不等式组,将控制器的优化问题转换为此线性不等式组的求解问题,并结合并行分配补偿控制技术,得到此控制器状态反馈系数。针对系统不确定性参数,内环采用自适应鲁棒控制方法,提升控制力的跟踪性能。通过对不同路面轮廓激励工况、交叉轴双轮激励工况以及控制力跟踪性能进行仿真试验,分析被动悬架和主动悬架性能评价指标,并对其作动器输出力进行对比研究。研究结果表明:在小激励下,基于T-S模糊模型的H_∞控制主动悬架相比被动悬架,各车轮处加速度均方根值可降低80%以上,与最优控制相比可降低47%以上;而在大激励时,虽然其加速度均方根值有所上升,但其悬架动挠度峰值较被动悬架有所下降;通过路面交叉轴激励对比可以看出,针对整车平顺性参数,该方法可在路面小激励时较被动悬架降低质心、俯仰以及侧倾加速度均方根值达55%、83%以及90%以上;与反演作动器输出力及最优控制作动器输出力对比结果表明,该控制方法可有效降低主动悬架控制力峰值20%以上,并提升控制力的跟踪性能;基于T-S模糊模型的H_∞控制可以在保证车辆悬架性能的基础上有效降低系统能耗。     

基于虚拟样机技术的扭杆悬架汽车平顺性仿真

运用面向整车系统的数字化虚拟样机技术和大型机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了包括前后悬架、轮胎、转向系统及整车的多体动力学模型。用Visual Basic编制路面生成文件，生成不同等级的随机路面。对整车进行了随机输入平顺性仿真分析，把仿真数据输入编制的平顺性仿真程序中，发现结果满足国家规定的汽车平顺性评价标准。     

电传动矿用自卸车轮边电机驱动系统动态特性研究

矿区环境复杂,电传动矿用汽车的轮边电机传动系统对整车动力性、制动性及平顺性有极大影响,为了综合路面激励和电机自身激励综合分析驱动系统动态特性,采用数值仿真软件建立轮边电机传动系统模型,分析其在启动加速、平稳运行及制动时的动态特性,为了验证模型的准确性进行了实车实验。结果表明该轮边电机传动系统的输出转矩发生考虑波动转矩后会较大影响整车加速和制动性能,常见车速的加速和减速性能会减弱5%,稳定行驶阶段差别不大。刚柔耦合模型能更准确地描述驱动系统及整车动力特性,对整车的设计有指导意义。     

板簧Bouc-Wen迟滞模型的仿真与试验研究

为研究矿用车等特种车辆非独立悬架系统的弹性元件板簧的迟滞特性对整车性能的影响,根据Bouc-Wen摩擦学理论建立了板簧动力学模型,通过不同频率和幅值条件下动态加载仿真和试验获取其动态力-位移曲线,并根据试验结果运用最小二乘法辨识出Bouc-Wen模型参数。仿真和试验结果吻合良好,表明该模型能准确预测板簧动态迟滞特性。接着进一步建立考虑板簧迟滞特性的整车模型,施加四轮相关的A和E级路面谱激励,以质心加速度均方根值、悬架动行程和轮胎动态力作为评价指标,分析迟滞特性对整车性能的影响。结果表明,在较差路面行驶时板簧迟滞特性有利于提高车辆的平顺性和安全性。     

面向结构的汽车齿轮齿条式转向系仿真模型

针对齿轮齿条式转向系统建立了面向结构的转向系统模型,包括转向齿条动力学和转向横拉杆以及转向立柱的弹性特性、转向减振器阻尼力、转向干摩擦、液压助力特性等。所建模型具有完备的动力学自由度,能准确地反映路面激励对转向轮运动状态地影响。并将该模型嵌入到整车动力学模型中,对两种典型工况进行了仿真计算。通过仿真结果与道路试验结果的对比,验证了该模型的正确性。