基于微分几何的四轮独立驱动车辆运动解耦控制研究

针对车辆在纵向运动和横摆运动时的强耦合关系给车辆动力学控制带来的困难，以四轮独立电驱动车辆作为研究对象，基于微分几何理论设计了车辆系统运动解耦控制方法，将非线性强耦合的四轮驱动车辆动力学系统解耦为纵向和横向两个相对独立运动控制子系统，并设计了鲁棒控制器，以提高抵抗车辆行驶时不确定外力如侧风的干扰能力。基于 Trucksim 软件建立四轮驱动车辆模型，并针对车辆解耦控制策略和抗干扰策略进行了仿真测试。结果表明，相比于无解耦控制的车辆，采用微分几何解耦控制的四轮独立驱动车辆纵向速度偏差降低了 82.1%，横摆角速度偏差降低了80.7%，且微风干扰下的抗干扰能力明显改善，车辆稳定性显著提升。为验证该运动解耦控制策略在实时系统中的控制效果，还进行了硬件在环试验，结果表明，硬件在环试验的结果与仿真结果一致。     

用于汽车动力学实时仿真的悬架建模方法的研究

针对汽车动力学实时仿真的要求提出一种新的悬架建模方法—复合约束隔离解耦建模方法。将悬架系统视为连接车身和车轮之间的无质量复合约束,基于这个概念建立的悬架系统模型,由于实现有质量刚体的相互隔离及代数方程与微分方程的解耦,提高了模型求解效率。应用该方法建立的悬架模型,由于是面向结构的模型,因而可较为准确地描述悬架动态特性,同时由于求解效率的提高又能够满足仿真实时性的要求。     

高压共轨喷油器压力波动与针阀响应解耦分析

多次喷射过程中,不同喷射之间的相互影响导致循环喷油量的控制难度增大。建立了高压共轨系统的AMESim仿真模型,通过数值仿真和试验测试相结合的方法,揭示了喷油器内部压力波动和针阀开启阶段动作响应的强耦合作用是导致主喷油量随喷射间隔波动的根本原因,当主喷油量基准值为60．0 mm3时,其波动量最大可达3．6 mm3。建立了共轨系统的无阻尼 L C液力系统模型,通过对模型的分析,针对强耦合作用提出了减小喷油器内部油道长径比和盛油槽容积的解耦方法。对解耦方法的仿真试验验证表明,采用解耦方法后压力波动和针阀响应的耦合程度降低53％。     

纯电驱动车辆动力总成优化的研究

采用基于解析目标分解的多学科设计优化方法,为典型的动力总成拓扑结构建立了两层优化架构。其中,在系统层级,使用遗传算法,以电动汽车动力性能为约束,最小化电动汽车的能量消耗与动力总成的制造成本;在子系统/部件层级,使用序列二次规划算法,在满足系统层级所设定的驱动电机的性能要求的同时,最小化其制造成本。使用Willans line建模方法,建立了驱动电机的参数化仿真模型,并进行了仿真。结果表明:轮毂直驱式动力总成拓扑结构在能耗与制造成本方面具有优势,但它要求其驱动电机有较大的转矩和功率。     

动力总成悬置系统建模与解耦优化

将悬置看作弹簧阻尼元件,优化动力总成悬置系统的刚度矩阵,从而合理布置各阶频率,使模态间振动解耦。通过Maxwell力学模型求解悬置的频变特性和幅变特性,并建立含该力学模型的整车刚柔耦合动力学模型。计算出的整车系统振动响应表明,解耦优化后的悬置系统明显改善了悬置系统的隔振效果。     

轿车多体系统动力学的CAE分析模型构建技术及应用

应用多体动力学软件ADAMS/CAR建立了某新型轿车整车性能仿真分析模型,将其分解为多个子系统分别建模并验证.通过实测和有限元计算方法确定了轿车悬架、动力总成、轮胎等子系统的惯性参数和橡胶元件的力学特性参数;对轿车扭梁式后悬架采用振动模态综合方法建立了柔性体动力学模型;对重要的子系统模型和整车模型分别进行了运动学和动力学特性预分析,验证了所建立的整车动力学模型的有效性.     

汽车动力总成三点式悬置系统的设计方法探讨

首先分析汽车动力总成一悬置系统的振动激励、质量矩阵、刚度矩阵各元素的特点及其相互关系,阐释了系统弹性解耦设计的理论基础和重要性。然后根据动力总成一悬置系统刚度矩阵各元素的解析表达式,应用V形悬置组的弹性解耦原理,论述了目前普遍应用的三点式悬置系统在弹性解耦设计方面的问题,提出了悬置布置设计匹配的有效方法。     

钢板弹簧建模方法研究

建立了5种不同的钢板弹簧模型,并从钢板弹簧自身的力学特性、悬架系统的K&C特性以及整车动态特性等方面,对这5种钢板弹簧模型进行了仿真分析对比.结果表明,在传统的SAE三连杆方法和离散梁方法的基础上引入梁单元而提出的扩展三连杆方法,建模过程较简便,仿真结果与公认具有较高精度的离散梁模型的结果较接近,比较适用于悬架子系统和整车分析.     

基于刚柔耦合的车用电动空压机曲轴连杆系动态仿真

利用三维建模软件Pro/E、多体动力学仿真软件ADAMS建立车用电动空压机曲轴连杆系的多体动力学分析模型,并进行多刚体模型动态仿真和刚柔耦合模型动态仿真。通过对比,得出刚柔耦合分析的必要性。     

发动机悬置系统的振动频谱分析

针对EQ1030T轻型载货汽车动力总成悬置系统建立了动力学模型,并对该模型建立自由振动微分方程,进而得到了系统的惯性矩阵和网4度矩阵。应用Simulink动态系统仿真工具对该动力总成悬置系统进行了动态仿真和频谱分析,由此分析了悬置系统各自由度之间相互耦合的关系,以及引起汽车剧烈振动的主要输入方向。     

A path-following driver–vehicle model with neuromuscular dynamics,including measured and simulated responses to a step in steering angle overlay

An existing driver–vehicle model with neuromuscular dynamics is improved in the areas of cognitive delay, intrinsic muscle dynamics and alpha–gamma co-activation. The model is used to investigate the influence of steering torque feedback and neuromuscular dynamics on the vehicle response to lateral force disturbances. When steering torque feedback is present, it is found that the longitudinal position of the lateral disturbance has a significant influence on whether the driver’s reflex response reinforces or attenuates the effect of the disturbance. The response to angle and torque overlay inputs to the steering system is also investigated. The presence of the steering torque feedback reduced the disturbing effect of torque overlay and angle overlay inputs. Reflex action reduced the disturbing effect of a torque overlay input, but increased the disturbing effect of an angle overlay input. Experiments on a driving simulator showed that measured handwheel angle response to an angle overlay input was consistent with the response predicted by the model with reflex action. However, there was significant intra- and inter-subject variability. The results highlight the significance of a driver’s neuromuscular dynamics in determining the vehicle response to disturbances.     

预应力曲线箱梁和异形箱梁的研究

近年来 ,国内外学者对曲线箱梁和异形箱梁的静力分析理论和计算方法作过大量的研究 ,但这些理论和方法在某种程度上都存在着一定的局限性 ,特别是在实际设计工作中 ,运用起来不能得心应手。为此本文在综合前人已取得经验下 ,针对桥梁结构设计中分析曲线箱梁、异形箱梁 ,经常遇到的难题进行了研究 ,建立一个较为完善的理论和方法 ,编制了等参元空间分析程序。在实际工程中进行实桥试验 ,验证了本文理论和方法的正确性。本文的研究工作更准确描述了箱梁的荷载响应 ,为设计人员提供直观的设计依据。对曲线箱梁和异形箱梁受力特性有了更一步的理解 ,并提出了新的见解     

混凝土施工中裂缝的防治措施及处理办法

混凝土的推广使用已有一个世纪,目前在现代工程建设中仍占有重要的地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在,尽管我们在施工中采取各种各样的措施,但收效甚微,裂缝仍然时有出现。该文指出,究其原因,人们对混凝土温度变化所产生的应力注意不够是其中之一,尤其是大体积混凝土。对此,温度应力与温度控制具有重要的意义。     

Analysis of the capabilities of a two-stage turbocharging system to fulfil the US2007 anti-pollution directive for heavy duty diesel engines

This article presents a two-stage turbocharged heavy-duty diesel (HDD) engine designed to fulfil the US2007 anti-pollution directive. This directive imposes very restrictive limits on the NOx and particle emissions of HDD engines. In this work, the possibility of combining particle traps in the exhaust line to reduce soot emissions with very high EGR rates to reduce NOx emissions is considered. This new generation engine implements two-stage turbocharging in order to improve the bsfc when the engine is working on steady conditions as well as to optimize the engine transient response. After carrying out the tests, the results were analyzed and the engine settings were adjusted to maximise its behaviour and minimise pollutant emissions. NOx and soot emission peaks were also analyzed at engine transient conditions in order to keep them under certain levels, and thus maintain the overall pollutant emissions to a level that is as low as possible. In summary, a double-stage turbocharging configuration can greatly improve engine driveability (between 23% and 36% depending on engine speed), while reducing NOx emissions during transient evolution without increasing opacity peaks beyond the stated limits.     

沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)的应用和施工技术

SMA是沥青码蹄脂碎石(Stone Matrix Asphal)的缩写,是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料,以及较多的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂,填充于间断级配粗集料骨架间隙中组成一体所形成的沥青混合料,简称SMA。该文介绍了SMA在上海的应用及其施工技术。     

目前我国的高速公路项目后评价

结合在北京、江苏、广西等地的调研经验,对现阶段高速公路项目后评价工作中存在的尖锐问题展开了细致剖析,并在此基础上提出自己的几点建议,以供相关部门借鉴参考。     

新一代同步器开发与应用

随着用户对车辆驾驶舒适性要求的不断提高,国内重型商用车辆对全同步器型变速箱的需求迅速增长,有必要开发适合重型卡车变速箱恶劣工况的高性能同步器。设计人员从结构设计和材料选型2方面着手,设计了具有专利结构的钢环碳纤维摩擦材料同步器。工艺人员解决了制造过程中的技术难点,建成了高标准的同步器生产线。新一代同步器针对重型卡车变速箱恶劣工况而设计,在市场上获得了很大的成功。     

超薄磨耗层沥青混合料的应用研究

该文从研究超薄磨耗层的级配的选择入手,简单分析了超薄磨耗层的结构特点和强度形成机理,给出了几种国内外常用的超薄磨耗层级配范围,并提出了将SAC-10做为其研究的设计级配。在研究超薄磨耗层沥青混合料配合比设计的基础上,通过对SAC-10沥青混合料的马歇尔试验,确定了该沥青混合料的矿料级配和最佳沥青含量。最后采用车辙试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验及小梁弯曲试验等一系列试验,检测超薄磨耗层沥青混合料的各项路用性能,为在实际工程中的应用提供理论依据。     

基于DDS技术的发动机爆震信号仿真研究

基于直接数字频率合成(DDS)技术,通过设计相应的硬件电路来模拟发动机的爆震信号,在发动机平均值模型的基础上添加改进的双区燃烧模型,用以计算分析缸内燃烧过程,进而预测、判断爆震,并以爆震等级强弱等信息作为模型的输出量,最终驱动硬件电路产生信号。对信号的发生及处理过程作了针对性的研究。试验结果表明,模拟信号的幅值、频率等参数均可调,实时性满足系统的要求。