车辆主动悬架用电磁作动器温度场的有限元仿真分析

利用异步感应电机工作原理,设计了一种新型车辆主动悬架用电磁直线作动器。建立了该作动器的有限元仿真模型,并对其电磁力和温度场进行了有限元仿真分析,得出作动器内部的温度场分布规律:作动器在产生大电磁力的同时,内部温度上升明显,初级绕组处的温升最快,初级铁芯越接近次级温升越快。对加工后的电磁作动器样机模型进行了堵转情况下的电磁力和温度试验测试,所得结果与仿真结果基本一致。     

三轴车辆全轮转向最优控制EI北大核心CSCD

为提高三轴车辆在正常行驶工况下的操纵稳定性,综合考虑车辆的低速和高速转向性能,提出了三轴车辆全轮转向最优控制策略。建立了三轴全轮转向车辆的线性2自由度模型,分别制定了车辆低速和高速时的控制目标并建立了相应的理想模型,应用线性二次型最优控制中的状态调节器理论,采用前馈加状态反馈跟踪理想模型的控制方法设计了全轮转向最优控制系统,最后利用MATLAB/Simulink建立了控制系统仿真模型,对控制系统在不同车速下的控制性能进行了仿真。结果表明,全轮转向最优控制方法低速时可使车辆具有所在车速下的最小转弯半径,高速时在改善车辆稳定性的同时不增加驾驶员的操作负担。     

轿车电磁制动器耗能特性的研究EI北大核心CSCD

建立了电磁制动器的耗能数学模型,并经台架实验验证。在此基础上,分析结构参数和运行参数对电磁制动器耗能特性的影响。结果表明,电磁制动器结构设计参数对耗能功率影响比较复杂,电磁制动器最佳设计参数求解实际上是多变量和约束条件下的优化问题;电磁制动器耗能功率随汽车行驶速度变化曲线存在"低耗能功率区",故在设计电磁制动器时,应使耗能功率曲线的"低耗能功率区"尽量包含典型城市行驶工况的汽车制动初始速度区间。     

SUV车辆差动制动防侧翻控制研究EI北大核心CSCD

建立了SUV车辆的线性侧翻预警与控制模型,利用CarSim进行了侧翻动力学的仿真分析。以前轮独立后轮低选控制的ABS为基础,运用最优控制原理设计了上层控制器得到最优横摆力矩,设计了差动制动协调器进行制动力分配和协调驾驶员的制动操作,与ABS下层控制器、执行器共同组成差动制动防侧翻控制系统。利用CarSim和Matlab/Simulink对控制系统进行了鱼钩转向试验联合仿真,结果表明,该控制系统方案可行,满足侧翻预警与控制的有效性和实时性的要求。     

An Investigation into Vehicle Active Suspension with Electromagnetic Actuator

应用电磁感应的基本原理,设计了一种响应快、出力大和动行程长的车辆主动悬架用作动器.建立了该作动器的集总元件的动力学模型并进行仿真;同时对制作的样机进行了斜坡电压输入和方波电压输入的电磁力测试,测试与仿真结果很好吻合,验证了模型的准确性.最后,结合最优控制理论和矢量控制方法,对包含作动器动力学模型的车辆主动悬架系统进行了正弦路面激励下的仿真分析,结果表明,与被动悬架系统相比,主动悬架系统能明显提高车辆的平顺性.     

汽车托运平板车辆的模拟试验方法研究EI北大核心CSCD

为了在整车开发的前期阶段及早预测车辆在运输过程中的疲劳失效问题,搭建了汽车托运平板车辆模拟试验台架,制定了试验方法并进行试验。将耐久试验车辆零件的失效模式与实际汽车托运平板车辆运输过程中车辆零件的失效模式进行对比,验证了汽车托运平板车辆模拟试验方法的有效性。     

转向工况下车辆主动悬架的侧倾控制EI北大核心CSCD

鉴于车辆簧上质量的振动和车轮的振动耦合,特别是转向工况下,车轮转向角对车辆侧倾的影响,为减小车辆的侧倾并有效抑制车辆的振动,建立了带主动悬架的整车模型,并运用微分几何理论设计了侧倾及减振控制律,对整车模型进行解耦。经过解耦后,簧上质量的俯仰、侧倾和垂向运动互相独立;车轮转角对车辆侧倾的影响得到有效的抑制。仿真结果表明,采用微分几何解耦后,车辆的侧倾角、俯仰角和垂向振动以及横摆角速度的超调量皆大幅度地减小,车辆乘坐的舒适性和转向的稳定性显著提高。     

城际交通车辆永磁体磁流变阻尼器悬架的研究EI北大核心CSCD

为提高城际交通车辆的平顺性,将永磁体引入普通磁流变阻尼器,对其悬架进行研究。首先,根据城际交通车辆的工况特点,考虑减小阻尼器调控电流等因素,对阻尼器的磁路进行设计、计算永磁体尺寸参数,在此基础上,建立该悬架数学模型与仿真模型;然后,分别以高速公路工况和城市道路工况进行仿真;最后搭建1/4悬架试验台,进行台架试验。仿真与台架试验结果表明,所设计的悬架系统可以提高汽车的平顺性,其调控电流普通磁流变阻尼器有所减小。     

基于单目视觉的夜间前方车辆检测方法EI北大核心CSCD

为提高夜间行车的安全性,提出了一种基于单目视觉的夜间前方车辆检测方法。该方法利用最大类间方差法自动确定阈值,从背景中抽取出前车尾灯,并根据HSV颜色空间的颜色阈值剔除非尾灯目标,利用Kalman滤波方法将图像分为跟踪区域和检测区域,在两个区域内分别进行尾灯配对,根据尾灯对之间特征相似性的比较,剔除误检的车辆;跟踪区域中漏检的车辆,根据前一帧检测的车辆位置和正确抽取的尾灯来估计,以实现车辆检测。实验结果表明,该算法能准确检测夜间前方车辆,有效降低漏检率和误检率。     

基于主动倾斜式尾翼的车辆气动特性研究EI北大核心CSCD

为提高车辆在弯道行驶的操纵稳定性,本文中设计了一款主动倾斜式尾翼的空气动力学套件,在现有车辆的基础上加装主动倾斜式尾翼和前唇,通过空气动力学仿真找出车辆气动特性与尾翼倾角和攻角的关系。基于模糊控制算法设计可调倾角和攻角的控制策略,并通过车辆操纵稳定性仿真对控制策略进行了优化。在实车上加装主动倾斜式尾翼空气动力学套件并根据优化后的控制策略编写代码,基于国家标准进行操纵稳定性实车试验。试验结果表明,加装主动倾斜式尾翼空气动力学套件的车辆相对于加装仅攻角可调的空气动力学套件车辆、未加装空气动力学套件的车辆在稳定性上都有一定的提升。     

基于参考模型的复合功率分流系统模式切换中的转矩协调控制EI北大核心CSCD

针对双行星排复合功率分流混合动力系统纯电动和电动-无级变速器混合动力模式之间切换时车辆平顺性较差的问题,提出了一种转矩协调控制策略。通过系统动力学分析,建立了模式切换过程的动态模型。基于参考模型设计模式切换转矩分配策略和冲击度补偿控制策略,动态分配不同阶段的动力源转矩,并根据平顺性目标调节电机转矩变化率,补偿系统转矩波动。仿真和台架试验结果表明,所提出的策略可满足模式切换过程车辆动力性和发动机起动性要求,并将冲击度降低至15. 5m/s3以内,满足国家标准要求。     

主动转向系统鲁棒控制的研究EI北大核心CSCD

本文中建立了引入主动转向系统模型,并考虑了参数不确定性的2自由度非线性整车模型。以上述模型作为被控对象,以一阶传递函数作为理想参考模型,运用标准H∞、环路成形和μ综合等方法分别设计了3种2自由度鲁棒控制器,并对其特性进行了频响分析和μ分析。对非线性整车模型进行了仿真。结果表明,各鲁棒控制器对抑制侧向力、横摆力矩和传感器量测的干扰、减小转向系统对整车动力学特性的影响以及提高驾驶稳定性和主动安全性等方面具有明显的效果,且均具有各自的优势特点,其中,μ综合控制器具有较低保守性和良好鲁棒性能。     

基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的车辆状态估计EI北大核心CSCD

本文中提出了一种基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。首先建立了非线性3自由度车辆估算模型和Dugoff轮胎模型。接着通过对纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度和转向盘转角等低成本传感器信号的信息融合,实现对车辆行驶状态的准确估计。最后应用CarSim和Matlab/Simulink联合仿真对算法进行验证。结果表明:基于改进的Sage-Husa自适应扩展卡尔曼滤波的估计算法能比扩展卡尔曼滤波算法更准确、稳定地估计车辆行驶状态。     

基于深度置信网络的多源信息前方车辆检测EI北大核心CSCD

本文中以深度置信网络为理论基础,提出了一种多源信息的前方车辆检测方法。首先将毫米波雷达和摄像机进行联合标定,确定两个传感器坐标系之间的转化关系。然后通过对毫米波雷达数据进行预处理完成前方障碍物的标签分类,获得前方车辆目标和其他类障碍物的数据。接着利用深度置信网络对数据进行训练,完成前方车辆的初识别。最终根据常见车型宽度和高度的统计数据获得前方车辆识别的验证窗口。实验结果表明,采用所提出方法前方车辆识别的正确率为91.2%,单帧图像的总处理时间为37ms,有效地提高了系统实时处理速度,尤其对阴天、夜间、轻雨或雾霾等恶劣的道路环境中的车辆有良好的检测效果,能满足汽车辅助驾驶对于准确性和稳定性的要求。     

发动机主动悬置用电磁作动器非线性集总参数辨识

文章提出了一种用于识别电磁作动器等效刚度、线圈常数、电阻、电感和摩擦力等集总参数的试验方法.首先使用INSTRON动态材料试验机测量动子准静态下的输出力,通过电流、动子位置和作动力的关系辨识出等效刚度和线圈常数,根据动子在平衡位置的输出力和动子自重识别出摩擦力.然后将动子锁止,通入正弦交变电压,通过测量动子静止状态时的...     

四轮独立驱动电动汽车路径跟踪鲁棒控制EI北大核心CSCD

针对四轮独立驱动电动汽车具有结构参数、外部干扰不确定性与非线性和过驱动等特征,提出了一种分层控制框架,以实现前轮转向与直接横摆力矩控制系统协同的车辆路径跟踪控制。首先,基于路径跟踪运动学模型,将车辆的路径跟踪问题转化为约束跟随问题;其次,设计了基于约束跟随的自适应鲁棒上层控制算法,该方法可以有效处理由模型不确定性和外部干扰引起的失配问题,并保证闭环系统的一致有界性和一致最终有界性;最后,设计了一种基于二次规划的下层分配算法满足所需的直接横摆力矩,并在Simulink-Carsim平台进行联合仿真。通过不同工况的仿真结果表明,所设计的自适应鲁棒控制算法具有良好的路径跟踪精度和鲁棒性。     

带有减阻增稳仿生结构的车辆空气动力学特性仿真研究EI北大核心CSCD

本文中采用CFD数值模拟的方法,研究仿生结构对某轿车空气动力学特性的影响。先对原车进行不同行驶速度下风阻系数的仿真计算,并通过风洞试验来验证数值模拟的有效性。再在原车的尾部加装扰流板和采用非光滑棱纹仿生结构,并进行不同行驶速度下的车辆气动特性仿真。结果表明,棱纹形态的仿生表面能够延迟气流分离,较好地梳理了尾部气流;在高速行驶时,采用带有扰流板和棱纹仿生结构有显著的减阻增稳效果,最大减阻率为2.59%,升力系数下降幅度在55%以上。     

轮毂电机驱动电动汽车主动悬架最优控制研究

为解决轮毂电机驱动电动汽车因非簧载质量的增加而导致行驶平顺性降低的问题,在轮辋内安装电磁式主动悬架。建立1/4车辆悬架模型,采用二次型最优控制策略,获得电磁作动器最优控制力。利用MATLAB软件搭建悬架仿真模型,结果表明对轮毂电机驱动电动汽车主动悬架采用最优控制策略能较好地改善汽车的平顺性。     

某乘用车排气系统振动性能的优化EI北大核心CSCD

为改进某乘用车排气系统的振动性能,建立了其有限元模型,用Nastran软件进行静力学和动力学计算、吊耳位置评估和排气系统的运动包络面计算。以最小化挂钩垂向动态载荷最大值与标准差和吊耳的静变形量与预载力标准差为目标,以吊耳隔振量不小于20dB为约束条件,以吊耳和波纹管动刚度为优化变量,建立了排气系统振动性能的多目标优化模型。优化结果表明,挂钩垂向动态载荷最大值与标准差和吊耳的静态变形量与预载力标准差都有明显降低,文中提出的优化方法对控制排气系统振动和提升结构疲劳耐久性有重要的参考价值。     

驾驶机器人车辆的多模式切换控制EI北大核心CSCD

为实现不同驾驶工况下精确的车速与轨迹跟踪,提出了一种驾驶机器人车辆多模式切换控制方法。通过分析驾驶机器人操纵自动挡车辆踏板与转向盘的运动,建立了驾驶机器人加速与制动机械腿和转向机械手的运动学模型和车辆纵横向动力学模型。在此基础上,设计了加速/制动机械腿切换控制器、模糊PID/模糊PID+Bang-Bang车速切换控制器和模糊PID/模糊PID+Bang-Bang转向切换控制器。加速/制动机械腿切换控制器以目标车辆加速度为切换规则,协调控制加速和制动机械腿,车速切换控制器以车速误差作为Bang-Bang控制器的模式决策准则和模糊PID控制器的输入,转向切换控制器以轨迹跟踪侧向误差作为Bang-Bang控制器的模式决策输入,并以当前与下一个控制时刻横摆角速度之差作为模糊PID控制器的输入。仿真和试验结果验证了所提出方法的有效性。