应用于车辆实时动力学仿真的悬架模型

针对车辆动力学实时仿真的要求提出一种新的悬架建模方法。将悬架系统视为车身与车轮之间的无质量复合约束，利用悬架杆系的多体运动学模型和准动力学模型来分析悬架系统的运动和力学传动特性，从而悬架动力学问题简化为代数方程组的求解。与基于侧倾／力矩中心理论建立的等交悬架模型相比，该方法可分析悬架杆系内部作用力，并能更准确地描述悬架在水平方向的约束作用；与应用传统多体动力学理论建立的模型相比，该方法解决了仿真实时性的问题。基于这种方法建立了国产某轿车麦弗逊式悬架模型，并将仿真结果和道路试验及ADAMS仿真结果进行了对比，有较好的一致性。     

基于凯恩方法的汽车悬架实时仿真模型

提出了一种用于汽车动力学实时仿真的悬架建模方法。将悬架系统模型建成为连接车身和车轮的无质量复合铰,并基于凯恩方法推导了悬架复合铰的运动方程。在满足动力学实时仿真要求的同时不降低悬架系统的运动学精度。利用该方法建立了某轿车面向结构的麦弗逊式前悬架模型,并集成到由符号计算软件产生的该轿车的多体动力学模型中。仿真与实车道路试验结果的对比表明该悬架模型具有较高的仿真精度。     

悬架系统结构件柔性化对K&C仿真精度的影响

为解决车辆前期开发过程中由于悬架系统K&C (Kinematic&Compliance,多体运动学特性和弹性运动学特性)性能指标仿真精度差导致整车虚拟验证效率低的问题,利用Nastran软件计算并生成结构件MNF文件,在ADAMS/Car软件中建立前、后悬架结构件柔性化仿真分析模型,分析某车型麦弗逊前悬架及纵臂三连杆后悬架各结构件刚性模型与柔性模型对K&C性能的影响.结果 表明:针对不同的悬架形式及分析需求,有选择地开展结构件柔性化建模,可在提高模型仿真精度的同时较好平衡模型建模效率.     

汽车悬架多刚体动力学分析及九点控制

汽车机械系统的建模、分析与求解始终是动力学的关键问题,为快速准确地求解分析,文章借助多刚体系统动力学的拉格朗日法对汽车悬架进行分析,建立了基于多刚体系统动力学的主动悬架系统模型,并采用九点控制策略进行了理论分析和计算机仿真。仿真结果表明,以多刚体动力学方法同九点控制策略相结合的汽车悬架系统性能良好。     

汽车主动悬架的最优控制研究

汽车主动悬架的最优控制研究,首要的问题是建立车辆的1/4主动悬架模型。通过对车辆1/4悬架模型进行数学建模分析,利用最优控制理论求解目标性能函数,并设计最优控制器,利用MATLAB下的模块SIMULINK进行仿真得出性能数据,通过比较得出,运用最优控制的主动悬架的各项性能都比被动悬架提高较多。说明最优控制方法在主动悬架设计中有良好的作用。该设计从数学建模到最优设计以及最后的仿真数值分析具有一定的实际参考价值。     

考虑边界约束的阀控阻尼可调半主动悬架显式混杂模型预测控制

针对阀控阻尼可调半主动悬架减振器输出阻尼力存在的边界约束,引入混合逻辑动态理论,建立半主动悬架混杂系统整车模型。确立半主动悬架模型预测控制的二次型目标函数,采用多参数规划技术显式求解半主动悬架混杂系统模型预测控制问题。在随机路面输入工况下进行仿真验证结果表明,阀控阻尼可调半主动悬架的显式混杂模型预测控制能在兼顾操纵稳定性的同时,有效改善车辆的乘坐舒适性。     

滑板式钢板弹簧悬架变刚度计算方法的研究

建立了重型载货汽车广泛采用的滑板式钢板弹簧悬架变接触点动力学模型，提出了一类弹性体变接触点约束问题的求解方法。对这种悬架进行了动力学仿真分析，得到了动刚度的变化特性，仿真分析结果与试验结果吻合。     

扩展层级建模方法及其在挖掘机器人中的应用

为了解决质量矩阵奇异时传统动力学建模方法失效和外力模型与约束力模型耦合时的解耦问题,基于复杂多刚体系统层级堆聚建模理论,提出了一种新的扩展层级建模方法.以挖掘机器人为研究对象,建立了其工作装置的动力学解析模型,并对其进行了数值仿真.结果表明:当子系统质量矩阵奇异时,扩展层级建模方法利用质量补充矩阵可得到子系统动力学解析模型通式;当子系统的外力和约束力耦合时,扩展层级建模方法借助约束方程的二阶形式可获得解耦的外力模型,该模型仅与系统广义位置、广义速度和时间变量相关;仿真结果连续、收敛,表明扩展层级建模方法在挖掘机器人中的应用有效、可行.     

基于CATIA参数化建模的悬架系统运动模型运用

悬架系统的运动仿真是汽车设计过程的必要步骤。文中在C ATIA软件中采用参数化建模的方法,针对麦弗逊式、扭力梁式和多连杆式这3种形式的悬架系统建立了运动模型,仿真结果与KC试验结果一致,验证了运动模型的准确性。     

基于Adams的一种解耦悬架的优化分析

为了实现悬架俯仰刚度和侧倾刚度的独立调校,文章对一种双横臂解耦悬架进行了优化分析。运用CAXA和UG等软件确定悬架各硬点初始的坐标,并建立三维模型,利用Adams/car对解耦悬架进行运动学仿真,研究摇臂的几何结构对悬架传递比和解耦度的影响,并对摇臂的几何机构进行优化和校核,最后采用Adams/carinsight模块对解耦悬架的前轮定位参数进行优化。优化结果显示,前悬的俯仰刚度和侧倾刚度关联度小,且车轮参数变化理想,满足了设计要求,这对FSAE赛车的解耦悬架设计提供了理论基础,具有参考意义。     

某重型卡车全浮式驾驶室悬置系统设计

结合整车对全浮式驾驶室悬置系统的总体要求,利用理论计算、动力学仿真、有限元分析等方法进行各种工况模拟以及悬置性能分析,确保悬置系统各方面满足设计要求。实际样车在不同路况、速度下验证了悬置系统隔振率、平顺性、可靠性满足设计要求。通过对设计过程的总结,形成了一套驾驶室悬置系统设计方法、明确了性能评价指标和相关试验要求。     

Process Save Reduction by Macro Joint Approach: The Key to Real Time and Efficient Vehicle Simulation

Applying a non-linear model reduction method to the tire suspension system of road vehicles enables an automatic transfer of complex offline simulation vehicle models to a mathematical model, which fits the real time simulation requirements. The basic assumption, that high frequent inner suspension dynamics are not relevant to handling manoeuvres, converts the differential algebraic equation system (DAE) of suspensions with kinematical closed loops into pure elasto-kinematical linkage equations. The equations of motions can be represented as an ordinary differential equation system (ODE) and considerable simulation time reductions are obtained for the off-line simulation and real time simulation is enabled. This so-called macro joint approach is an alternative modelling method to the well-known look-up table representation of suspension kinematics but it keeps the parameterisation of the original suspension model and is suitable to parameterised real time MBS models. With a second step the dynamics, caused by compliance in the suspension bushings, are reduced to their quasi-static behaviour. The consideration of these quasi-elasticity has nearly no influence on the necessary simulation time. This contribution shows the theoretical background and demonstrates the advantage of the macro joint model reduction approach on a typical vehicle example.     

Process Save Reduction by Macro Joint Approach: The Key to Real Time and Efficient Vehicle Simulation

Applying a non-linear model reduction method to the tire suspension system of road vehicles enables an automatic transfer of complex offline simulation vehicle models to a mathematical model, which fits the real time simulation requirements. The basic assumption, that high frequent inner suspension dynamics are not relevant to handling manoeuvres, converts the differential algebraic equation system (DAE) of suspensions with kinematical closed loops into pure elasto-kinematical linkage equations. The equations of motions can be represented as an ordinary differential equation system (ODE) and considerable simulation time reductions are obtained for the off-line simulation and real time simulation is enabled. This so-called macro joint approach is an alternative modelling method to the well-known look-up table representation of suspension kinematics but it keeps the parameterisation of the original suspension model and is suitable to parameterised real time MBS models. With a second step the dynamics, caused by compliance in the suspension bushings, are reduced to their quasi-static behaviour. The consideration of these quasi-elasticity has nearly no influence on the necessary simulation time. This contribution shows the theoretical background and demonstrates the advantage of the macro joint model reduction approach on a typical vehicle example.     

电磁主动悬架的设计及仿真研究

基于电磁学原理,利用电磁铁作为主动悬架的作动器,构造出电磁作动器的一般结构。在1/4汽车悬架的基础上,建立了电磁主动悬架的非线性模型,并应用现代控制理论设计了该模型的次优控制器,对该模型进行分析、仿真。模拟结果表明,电磁悬架能够实现一般主动悬架的功能,满足车辆平顺性的要求,可以适用于汽车的悬架系统。     

主动悬架系统控制策略研究

文章设计一种主动悬架控制策略,通过建立四分之一车辆主动悬架系统模型,设计模糊滑模控制策略对主动悬架系统进行控制,并使用Matlab/Simulink软件对所建立的模型进行仿真分析。通过仿真结果验证了所建模型和控制策略的准确性,同时也改善了悬架系统的性能。     

基于SIMULINK的车辆主动悬架LQG控制仿真研究

通过建立1／4车辆模型,应用最优控制理论进行了车辆主动悬架的LQG(Linear Quadratic Gaussian)控制器的设计,并在Matlab／Simulink环境中建立系统模型并进行仿真,将仿真结果与被动悬架仿真结果进行对比分析。仿真结果表明,具有LQG控制器的主动悬架对车辆行驶平顺性和乘坐舒适性的改善有良好的效果。     

基于MATLAB的主动悬架的最优控制分析

本文通过建立二自由度车辆悬架模型,应用了最优控制理论设计了主动悬架控制器,并在MATLAB/SIMULINK中建立了系统模型并进行了仿真。研究结果表明主动悬架比被动悬架的控制效果要好。     

汽车主动悬架四自由度模糊控制系统

本文建立了汽车主动悬架的4自由度力学模型及相应的模糊控制系统。根据模型的输出量，模糊控制系统能够较合理分配输给主动悬架前后主动力装置伺服阀的电流。最后用MATLAB语言进行数值仿真，并把所得的结果与被动悬架的结果进行比较，为汽车主动悬架的实验研究以及产品开发提供理论和数值参考。