电动汽车轮毂电机—双横臂悬架系统设计与优化

针对电动汽车采用轮毂电机驱动后悬架结构需重新设计,设计过程优化求解困难且耗时过长等问题,提出了应用ADAMS/View构建一种新型的轮毂电机-双横臂悬架模型。通过悬架运动特性分析,以轮胎磨损量最小为优化目标,得出优化变量,采用响应面法拟合悬架定位参数的响应面函数,建立目标函数及约束函数,完成悬架系统的结构优化。模型仿真及虚拟样机试验结果表明,该悬架系统的设计与优化方案取得了较为理想的效果,能为其他类型的轮毂电机-悬架系统设计及优化提供借鉴意义。     

多连杆麦弗逊悬架运动分析与参数优化

为了便于多连杆麦弗逊悬架的运动学分析和前轮定位参数优化设计,基于瞬时螺旋轴法建立了多连杆麦弗逊悬架运动学分析模型,提出了其前轮定位参数的计算方法。利用ADAMS/Car进行了悬架运动学仿真验证。结果表明,该分析模型和计算方法是可靠的。在此基础上,采用NSGA-Ⅱ算法,以部分悬架硬点坐标为设计变量,前轮定位参数随车轮跳动和转向运动的变化量最小为优化目标,对具有该类型悬架的某轮毂电机电动车悬架进行多目标优化设计。优化后的大部分定位参数符合设计要求,悬架运动学特性得到了改善。     

基于ADAMS/Car的轮毂电机-双横臂悬架参数化设计

电动汽车采用轮毂电机驱动后,其悬架系统需重新设计、悬架设计过程复杂、成本高且耗时很长。因此,文中提出应用ADAMS/Car软件高效、准确地构建一种新型的轮毂电机-双横臂悬架模型。通过分析悬架系统的运动学特性,得出与悬架性能有关的优化变量,并运用ADAMS/Insight软件分析优化变量对悬架运动特性参数的影响程度,对影响程度较大的变量进行参数化设计,使优化后的轮毂电机-双横臂悬架系统达到理想的设计要求。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动系统参数多目标优化匹配

为改善四轮轮毂电机驱动电动汽车平顺性和降低整车能耗,提出一种驱动系统参数多目标优化匹配方法.基于台架测试数据,建立永磁同步轮毂电机广义效率模型和质量模型;分别以经济性和稳定性为目标,基于动态规划法提出最优驱动与制动扭矩分配策略;以降低整车能耗和簧下质量为优化目标,求解驱动系统参数多目标优化匹配问题,获得整车能耗与簧下质量的帕累托最优集.仿真结果表明,在不同动力性指标约束下,整车动力性和经济性之间存在矛盾关系,动力性指标越高,车辆在测试工况下的能耗也越高,驱动系统最优配置方案为"前轴大电机,后轴小电机";电机尺寸优化时,应尽量减小电机轴向尺寸,以提升车辆的操稳性和平顺性;驱动系统能耗与测试工况具有强相关关系,构建具有地域特异性的测试工况对轮毂电机设计具有重要意义.     

基于遗传算法的重型车辆空气悬架参数优化与性能分析

运用虚拟样机技术,建立重型车辆空气悬架系统三维模型。根据三维模型的相关参数,创建车辆空气悬架动力学模型。为提高车辆舒适性、操纵稳定性及道路友好性,选取车身加速度、悬架动行程及轮胎动变形为控制目标,基于遗传算法对某重型车辆进行参数优化及多目标控制。通过仿真分析,对比参数优化前后车辆性能的改善。     

负刚度结构的座椅悬架优化及隔振分析

为进一步提升车辆座椅悬架的隔振性能,利用连杆弹簧负刚度结构与正刚度弹性元件并联的方式,设计了 一种具有准零刚度的座椅悬架系统.基于多 目标参数协调优化原理,进行了结构参数优化,获得了使座椅悬架刚度动刚度趋于准零刚度的最佳值.通过对座椅悬架隔振系统的动力学响应分析,以及仿真实验,验证了座椅悬架隔振系统优化的有效性.研究结果表明,采用连杆弹簧负刚度结构的座椅悬架系统能有效提升座椅的隔振效果,并可降低系统本身的固有频率,实现低频和超低频隔振.     

轮毂电机驱动汽车主动悬架模型预测控制器设计

针对轮毂电机电动车辆的动力吸振器悬架结构，提出了一种基于模型预测控制(MPC)的主动悬架控制策略。建立了一个具有动力吸振器模型的车辆单轮模型。以乘坐舒适性为主要控制目标，以电机执行器、悬架行程结构空间、保证轮胎附着为约束，设计了一个主动悬架MPC控制器。针对部分采样时刻由约束条件引起的控制器失效带来的车身加速度突变问题，又将悬架动行程引入目标函数以优化控制器。研究结果表明，引入悬架动行程的模型预测控制可在满足其他约束前提下，较好地解决控制器失效问题，并显著提升悬架总体性能。     

响应面和多目标法优化悬架参数的分析

为了改善车辆悬架参数特性,提高整车的操纵稳定性,提出响应面和多目标两种方法对悬架参数进行优化设计。首先在ADAMS/CAR建立带有转向系统的麦弗逊式悬架仿真分析模型并进行双轮同向仿真试验,其次,在ADAMS/Insight对悬架特性参数进行灵敏度分析筛选出对车轮定位参数影响比较大的前6位设计因素,然后采用响应面和多目标方法分别对悬架特性参数进行优化求解,最后将两者求得的最优解参数带回悬架模型中再次在ADAMS/CAR中进行对比仿真试验分析,验证了多目标优化方法的优越性。     

电动轮减振系统集成设计、参数匹配及其优化控制

电动轮驱动系统在简化车辆底盘结构,提高驱动效率的同时,增加了车辆非簧载质量,导致车辆行驶平顺性降低。传统悬架控制中常用的LQR最优控制算法受其权重系数的影响较为明显,其权重系数的选取方法主要是依靠经验设计,这不仅加大工作量,而且无法保证系统达到最优。文中提出一种针对外转子轮毂电机的电动轮减振系统设计方案,并基于粒子群优化算法对该减振系统进行参数匹配,使得该系统满足轮内被动减振的要求。然后,采用基于粒子群优化权重系数的LQR控制方法,设计LQR优化控制器对电动轮内减振系统和车辆悬架进行综合控制,进一步优化车辆平顺性和电动轮振动性能。最后,基于MATLAB/Simulink软件的仿真分析表明:所设计的轮内减振系统和车辆主悬架在基于粒子群的LQR控制下,能有效降低车身垂向加速度和电机冲击力,改善车辆和电动轮的垂向振动性能。     

基于ADAMS/Car软件研究轮毂电机驱动电动汽车的平顺性

ADAMS/Car软件是以多体动力学为理论基础的,通过应用ADAMS建立研究轮毂电机驱动电动汽车所需的模型。如整车模型、电机模型、路面模型和悬架模型等。ADAMS/Car提供了所有的悬架模型操纵性和平顺性参数,这可以在新车的开发阶段全面的掌握悬架的各项指标,这对参数的优化有着重要的作用。该软件进行仿真的研究方法可以为工程实际应用问题提供有价值的参考,具有积极的工程实际作用,通过改变非簧载质量的对轮毂电机驱动电动汽车进行仿真,仿真结果进行了详细的分析。     

基于PDJI-MOPSO算法的多连杆悬架硬点优化

基于刚体运动学理论建立了多连杆悬架的数学模型,并通过运用多体系统动力学理论建立的仿真模型对其进行了验证。采用扰动法对影响悬架K&C特性较大的关键硬点进行了多因素灵敏度分析。结合加入比例分布及跳数操作的多目标粒子群优化(PDJI-MOPSO)算法对硬点进行多目标优化,获得硬点的Pareto最优解集。结果表明,优化后的多连杆悬架在车轮跳动过程中,车轮前束角、外倾角和轮距变化范围更小,有利于减小轮胎磨损,提高汽车操纵稳定性。     

轮毂电机驱动电动汽车悬架系统的设计

由于传统内燃机驱动的汽车悬架系统的设计方法已经较为成熟,故本文将在此基础上探索一种适用于轮毂电机驱动电动汽车的悬架系统设计方法。首先对前后悬架进行选型,然后对其进行车轮同向激振仿真分析,并将优化后的悬架模型作为轮毂电机驱动电动汽车悬架系统设计的参考模型,并据此设计出相应的悬架系统。     

基于ADAMS/Insight某型电动车悬架仿真优化研究

以ADAMS/Car车辆动力学仿真软件为基础,建立某型电动车双横臂式独立前悬架动力学模型,选取悬架的8个关键硬点坐标为设计变量,5个悬架定位参数为优化目标,联合ADAMS/Insight对悬架进行仿真分析和优化迭代计算。对优化前后悬架定位参数的变化进行了分析。     

轮毂电机驱动汽车侧向稳定性底盘协同控制

轮毂电机驱动汽车可以通过差动驱动抑制车辆横摆和侧倾运动,从而提高车辆侧向稳定性,但受轮毂电机力矩和地面附着力约束的限制,作用效果薄弱。为提升车辆侧向稳定性控制效果,提出综合差动驱动、主动转向和主动悬架的车身横摆与侧倾稳定性底盘协同控制方法。根据轮毂电机驱动汽车特点,对其侧向失稳机理进行分析,基于模型预测控制设计前轮主动转向控制器;利用所提出的变系数指数趋近率求解期望横摆控制力矩,基于最优控制算法计算侧倾控制力矩;最后,构建集成差动驱动、主动转向和主动悬架的侧向稳定性控制器并完成整车侧向稳定性协同控制仿真验证。研究表明,所提出的底盘协同侧向稳定性控制方法可以有效控制车辆的横摆和侧倾运动,使其收敛于理想控制域,为轮毂电机驱动车辆的主动安全性控制提供了理论支持。     

基于转矩优化分配的电动汽车横摆稳定性研究

以四轮轮毂电机驱动电动汽车为研究对象,针对车辆稳定性问题,提出了基于横摆角速度和质心侧偏角联合控制的横摆力矩模糊控制方法。确立了分层控制结构,上层控制器基于模糊控制理论得到控制所需的附加横摆力矩,下层控制器应用加权最小二乘方法并联合轮毂电机与液压制动系统进行力矩优化分配。实时仿真实验结果表明：联合轮毂电机与液压制动系统的优化分配控制策略有效提高了车辆的稳定性。     

基于ADAMS的双横臂独立悬架的仿真分析及优化设计

采用虚拟样机技术,借助于ADAMS软件这个操作平台,针对某型车双横臂独立悬架定位参数变化过大,建立了双横臂独立悬架模型,并进行了运动学仿真分析,评价了悬架数据的合理性。利用ADAMS/Insight选取了适当的硬点坐标作为优化变量,采用统一目标法将多目标函数转化为单目标函数并在ADAMS/View中对车轮定位参数进行优化,进一步改善悬架系统的性能,以提高产品开发的质量。     

基于惯容的车辆悬挂系统动态分析与参数优化

为了提升车辆悬挂系统的动力学性能,在传统弹簧-阻尼悬挂模式基础上添加惯容,建立了惯容-弹簧-阻尼三元件并联的悬挂系统,在多组悬架参数下进行数值仿真,分析在新悬挂方式下悬架参数对悬架垂向振动响应的影响,采用多目标遗传算法进行参数优化,针对车身垂向加速度与悬架动行程,对悬架参数进行2组多目标优化,得出惯容、弹簧和阻尼最优参数匹配。仿真结果证明：在传统弹簧-阻尼悬挂模式基础上添加惯容可以有效改善车辆垂向振动系统的减振性能,减小主频。经过2组优化后,与传统弹簧-阻尼悬挂模式相比,车身垂向加速度均方根值分别减小了63.15%、62.22%;悬架动行程均方根值均减小了25.00%;轮胎动载荷均方根值分别减小了73.23%、72.65%。     

基于ADAMS/car的双横臂悬架运动学和弹性运动学分析

利用多体动力学方法建立了基于ADAMS软件平台的双横臂悬架动力学仿真分析模型.采用轮跳方法、加载地面侧向力和纵向力方法,对该悬架系统进行运动学和弹性运动学仿真对比分析,探讨了悬架橡胶衬套弹性对车辆性能的影响.结果表明:多柔体悬架模型对车身的侧倾和纵倾、车轮定位参数等比多刚体悬架模型具有较好的抑制作用,有利于提高汽车操纵稳定性.     

七桥混连油气悬架车辆振动优化与控制

为获得某七桥油气悬架登高平台消防车的最优振动响应,设计了同侧并连+对侧交连的油气悬架混合耦连方案。根据车辆结构特征,建立了"垂向-侧倾-俯仰-横摆"相耦合的二十自由度非线性动力学模型,联合仿真分析了车辆的振动响应特性,以及关键参数的影响规律。通过层次分析法和极差变换标准化处理,建立包含车辆平顺性和稳定性两评价指标的单目标优化函数,进行油气悬架系统参数优化运算。基于全局振动协调控制原理,应用李亚谱诺夫理论设计自适应律,进行模型参考自适应控制。仿真对比结果显示:参数优化叠加自适应控制后,车辆振动响应的评价指标得到了显著地改善。     

全方位线控四轮转向电动汽车设计

提出了一种用于外转子式轮毂电机的双横臂悬架导向机构和转向机构，可实现四轮驱动电动汽车绕任一点进行旋转，以及沿任一方向进行平移。研究了当电机失灵时的故障排除技术，即可通过电磁离合器的开关组合，驱动一台转向电机可使四个车轮全部复位，且仍可保持转向能力。用Euler角描述了悬架导向机构的姿态，推导出与车轮定位参数相关的悬架导向机构姿态角公式，对各控制点坐标进行参数化，在ADAMS软件下建立了参数化模型，并对悬架导向机构进行了优化设计。