变形路面上越野汽车悬架优化的仿真分析

为了提高越野汽车的平顺性，研究了不同类型越野路面变形程度与悬架振动参数之间的关系.应用载荷沉陷理论建立了地面非线性离散模型.综合动态轮胎力、悬架动挠度、越野地面沉陷等因素建立了简化越野车辆模型的动力学方程.通过改变土壤类型和越野路况，对松软路面上悬架参数与车身垂向加速度的关系进行仿真.以平顺性为目标，分析了松软路面不同变形程度对优化的悬架阻尼值的影响.仿真结果表明，增大系统刚度比可以显著减小车身垂向加速度，但刚度比不宜超过临界值；在变形较大的路面上行驶时，应采用较大的悬架阻尼以改善平顺性.     

推拉式气垫运载平台的结构设计及行走机理

根据气垫车辆在松软地面上行驶的优越性 ,参照蠕动式管道机器人的蠕动机构 ,介绍了一种新型的仿生步行行走机构气垫车———推拉式气垫运载平台。给出了其结构设计方案 ,并结合其结构特点详细阐述了其直线及转向行走机理     

推拉式气垫运载平台的结构设计及行走机理

根据气垫车辆在松软地面上行驶的优越性,参照蠕动式管道机器人的蠕动机构,介绍了一种新型的仿生步行行走机构气垫车－－推拉式气垫运载平台。给出了其结构设计方案,并结合其结构特点详细阐述了其直线及转向行走机理。     

越野行驶时车轮滑转率对汽车燃料经济性影响的研究

汽车在松软地面上行驶时,由于牵引力的增加,使驱动车轮产生滑转,导致土壤产生复杂变形所引起的各种阻力,使汽车燃料经济性变坏。本文从理论上建立弹性车轮滑转率与燃料消耗关系,数学模型和试验分析两方面,来探讨车轮滑转率对汽车在松软土壤上面行驶燃料经济性的影响因素及其规律,并提出越野汽车在松软地面上行驶时减少燃料消耗的途径。     

电控液压助力转向系统与主动悬架的集成控制

建立了整车主动悬架和电控液压助力转向系统的动力学模型,分析了接受PID控制的双闭环电控液压助力转向系统输出的转向助力矩,通过车身姿态参数动态调整悬架作动器作用力的大小,实现悬架和转向的集成控制.相对于传统的悬架和转向系统,引入预测控制理论,并建立了预测控制器,既保证了车辆操纵轻便性,又显著提高了整车操纵稳定型、安全性和行驶平顺行等整车综合性能.     

闭环式电控空气悬架系统控制策略研究及验证

为提高车辆行驶平顺性及燃油经济性,本文主要对闭环式电控空气悬架系统控制策略进行研究。介绍了闭环式电控空气悬架系统的工作原理,利用Matlab/Simulink构建闭环式电控空气悬架系统整车动力学模型和Stateflow开发车身高度控制策略。对空气弹簧进行合理地充气和放气,在三种不同位置实现车身高度的实时调节。同时为验证所建闭环式电控空气悬架整车动力学模型的正确性及其控制策略的有效性,对其进行离线和硬件在环仿真。实验结果表明,在自动模式下,空气弹簧能够根据车速自动选择充放气,使车身达到合适的高度位置。在手动模式下,驾驶员能够自主设定悬架位置,从而提高了车辆行驶平顺性和燃油经济性;在两种模式下仿真结果相比,车身高度变化量总体趋势接近,验证了所开发控制策略的有效性。该研究对车辆行驶平顺性及燃油经济性的提高具有重要意义。     

基于能量约束的火星车路径规划研究

针对火星车在火星行驶过程中存在的能量消耗过多等问题,提出了一种基于能量约束的路径规划算法.首先,考虑火星车克服重力做功以及驱动机构内部损耗等因素,推导出火星车的运动能量消耗函数,并求解其最小值,构建能量带权图;然后通过迪杰斯特拉算法,计算得到火星车能量带权图的能量消耗最小路径,并使用五次多项式插值拟合的方法实现火星车的行驶轨迹规划;最后,采用Adams软件建立火星典型地形和火星车动力学模型,采用Matlab/Simulink软件搭建火星车控制器模型,对火星车在典型地形中的行驶过程进行动力学与控制联合仿真实验,验证了所提路径规划算法的效果.结果表明,相对于传统的避障路径规划算法,所提算法使火星车能量消耗减少了15%以上,可有效提高火星车的能量利用效率.     

路面激励下主动悬架和四轮转向的协调控制

为了研究主动悬架和四轮转向系统的协调控制,建立包含悬架系统和转向系统的整车动力学模型.基于LQR控制理论分别设计了主动悬架和四轮转向的控制器,对比分析不同加权系数时车辆在路面激励下的频率响应,研究了主动悬架和四轮转向的控制对车辆操纵稳定性的影响;针对车辆的稳态响应(不考虑路面激励的影响),采用横摆率跟踪控制策略进行前后轴主动悬架控制力的匹配控制;在主动悬架和四轮转向2个单独控制器的基础上,以主动悬架控制力的匹配为主要协调机制,设计了主动悬架和四轮转向的协调控制器,对两者的控制量进行调整.仿真结果表明,主动悬架和四轮转向的协调控制可以获得优于两者简单叠加时的整车综合性能.     

CE-3月球车筛网轮月面沉陷行为试验

CE-3月球车在月面行驶时,车辙沉陷是判别其通过性的主要依据。本文通过土槽试验研究了CE-3月球车筛网轮的沉陷行为,试验结果表明:车轮表观沉陷量小于实际沉陷量,动态沉陷差值最大为19.8 mm,最小为3.7 mm,且沉陷差值随滑转率的增大而增大。根据试验数据,建立了预测沉陷差值的数学模型,并通过月球车内场试验进行验证,结果表明:模型3和模型4预测准确,精度分别为85%和84.5%。研究结果可为中国月球车通过性能评估、路径规划提供参考和依据。     

悬架稳定器应用试验研究

通过选择试验设备,建立虚拟仪器测试系统,对加装了悬架稳定器前后的车辆分别进行了稳态回转试验、角阶跃输入试验、蛇形行驶试验和制动性能试验,并对试验结果进行分析,从而可知:加装悬架稳定器后,驾驶员对汽车的操纵更容易,整车的制动稳定性得到显著改善,且整车的稳定性也得到显著提高.