多功能车操纵稳定性的虚拟样机实验研究

采用面向整车系统的数字化虚拟样机技术,利用ADAMS软件,建立了某多功能车(MPV)的整车虚拟样机模型,在ADAMS虚拟环境模式中对其操纵稳定性进行了大量的仿真计算和实验研究,研究结果表明,该车初始参数匹配状态下整车操纵稳定性能较好。实验结果数据为评估、改进、优化同型车辆提供了重要的理论参考。     

多轴重型货车悬架系统改进天棚控制策略的研究

依据车辆动力学原理和虚拟样机技术,运用ADAMS构建了四轴重型货车-路面系统的仿真模型,并通过实车平顺性实验验证其正确性;选择合理匹配的空气悬架替换驱动轴平衡悬架,初步改善了车辆道路友好性和平顺性;在考虑减振器力学特性的基础上,同时采用ADAMS和Matlab/Simulink对四轴重型货车虚拟样机悬架系统的半主动改进天棚控制进行联合仿真.以控制参数为变量设计正交试验,通过极差与方差分析确定使车辆道路友好性和平顺性综合最优的控制参数.仿真结果表明,相对于半主动天棚控制,半主动改进天棚控制可有效改善轮胎的动载荷和垂向振动,且对路面等级的变化具有较强的稳健性.     

空气悬架车辆ADAMS与MATLAB联合仿真研究

利用虚拟样机技术建立了基于ADAMS/Car模块的空气悬架车辆多体模型,并在MATLAB中设计了主动悬架PID控制器.通过ADAMS的路面编辑器建立了脉冲输入和随机输入两种路面模型,进行了ADAMS与MATLAB联合仿真研究.仿真结果表明,由车辆虚拟样机模型和PID控制策略组成的空气悬架系统有效改善了车辆平顺性.     

基于Prescan 的信号灯路口跟停场景虚拟重构

为满足我国智能驾驶汽车测试场景库的搭建和ADAS(高级驾驶辅助系统)功能研发和验证的需求,设计了一种基于Prescan的交通信号灯路口车辆跟停场景虚拟重构方法,该方法由道路环境建设模块、初始条件设定模块和车辆控制模块组成。道路环境建设模块通过输入道路参数信息构建虚拟道路,初始条件设定模块通过输入本车和目标车的初始位置、初始速度信息确定零时刻车辆和道路的空间位置及状态信息,车辆控制模块依据车辆速度位置等信息,利用训练的神经网络控制本车加速度,实现跟停场景的虚拟重构。仿真结果表明,该方法可以实现交通信号灯路口车辆跟停场景的虚拟重构。     

基于虚拟样机技术的车辆振动模态测试

在虚拟样机环境下，通过建立车辆整车模型和输入输出通道，完成车辆的振动模态测试，得到车辆模型的模态分布及频率响应函数并分析了车辆的结构动态性能。同时证明利用虚拟样机技术进行模态测试的可行性，为车辆设计研究提供有效的参考。     

汽车动力学稳定性控制仿真研究

电子稳定性程序 ( ESP)是继 ABS、TCS等系统之后汽车动力学稳定性控制主动安全技术的进一步发展。本文在ADAMS/ CAR中建立整车虚拟样机模型 ,对 ESP进行仿真研究 ,采用质心侧偏角估计期望横摆角速度的边界。仿真结果显示 ESP改善车辆动力学稳定性的有效性。     

基于动力学仿真的龙泉～浦城高速公路设计方案比选

公路设计时会出现几种设计方案都满足道路设计规范要求,造成设计人员难以抉择的局面;另外,现有的针对设计阶段道路开展行车安全性评价和潜在危险点预测的方法还不完善。鉴于此,借助于车辆动力学仿真模拟方法,建立路线-驾驶员-车辆的闭环仿真系统;以此为平台对龙泉~浦城(浙闽界)高速公路开展虚拟行车试验,根据沿路线上的汽车动力学以及运动学响应,评价初步设计、优化设计和施工图设计方案的速度协调性,道路侧滑、侧翻的可能性,行车舒适性和操纵轻便性,最终综合判断选择最优设计方案并对方案中的一些不足给出相应的建议。     

面向综合性能评估的特种车辆虚拟试验应用系统设计与实现

基于虚拟样机建模技术和虚拟现实技术,开发了特种车辆虚拟试验应用系统。介绍了试验有效性评估理论,并利用本系统完成了特种车辆平顺性虚拟试验及试验数据评估。分析结果表明,与实车测试数据对比,虚拟试验结果满足工程使用的精度要求,该系统能够为特种车辆的综合性能评估提供一种研究手段。     

载重车辆空气悬架道路友好性研究

以车辆的道路友好性为研究目标,针对载重车辆空气悬架,构建空气悬架非线性振动模型。采用MATLB软件建立空气悬架2自由度系统动力学模型,对载重车辆空气悬架进行研究并评价其道路友好性。仿真研究结果表明:随着车速提高,动载荷系数都会增加,道路应力因子也会变大;道路应力因子与载荷系数之间存在正相关关系;空气悬架涉及道路友好性的各项指标都优于被动悬架。车辆采用空气悬架可以使其道路友好性得到改善,很大程度地减少对道路的破坏,其研究结果可为公路安全设计提供一定的依据。     

基于计算机仿真的公路安全设计方法

对公路安全设计与评价方法进行了分析,提出了基于计算机仿真的公路安全设计方法。该方法以ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem)软件为平台,通过建立汽车、驾驶员和三维道路等系统仿真模型,为公路设计安全评价提供虚拟对象。在计算机上运行这些模型,获得汽车实时行驶速度,以此可以评价公路线形设计参数是否满足汽车行驶的要求,从而达到评价设计指标安全性的目的。该方法为公路安全设计评价提供了"活的数学模型",这些模型具有参数容易修改、数据表达直观、试验速度快和节省费用等优点。     

基于汽车车身垂直加速度的典型道路路面谱识别研究

以1/4汽车振动模型为研究对象,推导出以汽车车身垂直振动加速度作为输入信号、路面不平度作为输出信号的数学模型及其模拟图,并利用MATLAB/SIMULINK搭建系统模型求解路面不平度,对路面不平度进行谱估计完成路谱的识别。通过实际测试和数据处理分析,说明该方法理论依据正确可行,可以为虚拟样机仿真路面的生成提供数据支持。     

虚拟激励法人-车-路三质量车辆模型平顺性分析

为评价汽车平顺性,建立简化的人体-座椅、车身及车轮三质量1／4车辆模型,给出了该模型振动系统的频响特性公式,采用虚拟激励法,构造虚拟路面激励,运用matlab编程求取所建模型系统振动响应量的功率谱密度,并进行了行驶平顺性分析。结果表明,汽车行驶速度与道路路面条件是影响汽车行驶平顺性主要外在因素,为获得良好的汽车行驶平顺性,应加以改善;虚拟激励法用于求解车辆振动响应,快速高效,能很好地反映汽车行驶的平顺性,提高汽车平顺性设计水平与效率。     

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的空气悬架客车平顺性仿真与试验

以多体系统动力学理论为基础,应用机械系统仿真分析软件ADAMS,创建空气悬架客车前悬架、后悬架的多体系统动力学模型,包括转向系、发动机、车身、前后轮胎等在内的整车虚拟样机模型。并通过编制路面谱文件对虚拟模型进行平顺性仿真和悬挂系统固有频率仿真试验,结果显示该车的平顺性能比较理想。将仿真结果与样车道路试验结果进行对比,发现二者比较吻合,从而验证了所创建的虚拟样机模型的可靠性。研究结果表明虚拟试验可以有效地分析汽车的平顺性。     

基于ADAMS和MATLAB的电动汽车两档变速器的联合仿真

本文通过对某电动汽车两档变速器的动力系统在ADAMS中建立虚拟样机,将此模型导入MATLAB/Simulink模块里进行联合仿真,对汽车的加速性能进行了研究。仿真结果表明,ADAMS虚拟样机模型基本与实际情况相符,可为变速器的设计提供依据。联合仿真的方法也能大大缩短变速器设计周期和减低设计成本,提高产品的竞争力。     

基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台

整车在环仿真测试方法可以安全、高效地验证复杂环境和极端工况等场景下自动驾驶汽车性能的有效性,基于此研发一种基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台,该平台由前轴可旋转式转鼓试验台、试验台测控子系统、虚拟场景自动生成子系统、虚拟传感器模拟子系统、驾驶模拟器、自动驾驶汽车和测试结果自动分析评价子系统组成。通过在试验台滚筒上独立加载转矩模拟车辆行驶阻力,可动态模拟不同的路面附着系数,同时利用坡度、侧倾和转向随动机构可模拟车辆俯仰角、侧倾角和航向角3个自由度;采用虚拟现实技术柔性集成车辆动力学模型、传感器仿真、复杂道路交通环境及测试用例仿真,模拟多种道路交通场景,并通过传感器仿真及数据融合等技术快速测试自动驾驶汽车智能感知与行为决策等性能指标。将自动驾驶汽车、虚拟仿真场景和试验台耦合构建一个闭环系统,完成了多项关键技术研发,包括：多自由度高动态试验台结构设计、虚拟测试场景自动重构方法和传感器数据模拟及注入方法,可满足在各种场景下测试自动驾驶汽车整车性能的需求。此外,为验证快速测试平台的有效性,以U-turn轨迹跟踪控制为研究实例,基于简化的车辆运动学模型和模型预测控制算法,在平台上搭建U-turn场景并对自动驾驶汽车的轨迹跟踪控制算法性能进行大量测试。结果表明：自动驾驶汽车室内快速测试平台可以真实地模拟汽车在道路上的运行工况,自动驾驶汽车在虚拟场景中的轨迹跟踪效果良好,与参考轨迹的偏差小于8%,证明了该测试平台检测方法的有效性。     

某型货车平顺性虚拟实验

通过对某货车整车参数的详细分析及基于虚拟样机技术和多体系统动力学理论创建的货车前后悬架、转向系、车身等子系统,建立了整车模型和四立柱试验台,并且基于专业软件ADAMS/CAR和MATLAB进行了平顺性仿真和分析。文章通过构建某型货车平顺性虚拟实验,可以预测产品的整体性能,进而改进产品设计、提高产品性能。这对启迪设计创新、提高设计质量、加快产品开发周期有重要意义。     

基于虚拟路面的整车路噪轮胎参数相关性研究

为了在设计阶段保证整车的NVH性能,通过搭建虚拟路面仿真平台探究轮胎关键物理参数对于整车路面振动噪声的影响规律。结合实车采集的试验场NVH路面PSD、高精度物理轮胎CDTire模型以及整车声固耦合模型,建立完整的整车路噪仿真环境。通过某款SUV的仿真结果表明,不同款轮胎及同款轮胎不同批次对整车路面振动噪声有直接的影响。虚拟路面方法可以在整车开发早期甄别出在车辆噪声中起主导作用的频率段,从而排查明显的NVH设计缺陷,同时,可以为车型NVH正向开发提供轮胎选型依据。     

商用车驾驶室悬置隔振仿真研究

采用多刚体系统动力学理论研究商用车驾驶室悬置隔振系统的平顺性问题，提出了基于多刚体动力学的现代虚拟样机技术进行驾驶室悬置隔振系统设计和计算分析方法，运用ADAMS软件建立了整车系统的参数化振动模型，结合实际参数对典型货车进行了随机振动分析，以驾驶室座椅处加速度均方根值为评价对象对原车驾驶室悬置系统和底盘主悬架系统进行了参数匹配和改进设计，解决了原车隔振效果差的问题。     

汽车操纵稳定性虚拟仿真的研究

应用现代虚拟现实技术，把汽车操纵稳定性研究传统的数字仿真变成为具有“真实场景”的虚拟仿真，还研制了用于汽车操纵动力学仿真的虚拟场景自动生成软件。结合汽车操纵动力学仿真数学模型和相关软件，建立了一个具有真实视觉感的、实时的汽车操纵动态虚拟仿真系统。文中给出了实例。