发动机磁流变悬置模糊控制研究

在宽频范围内对发动机振动进行积极隔振,对提高汽车舒适性具有重要意义.根据设计的流动模式磁流变悬置,建立磁流变悬置简化力学模型,推导了可控阻尼力表达式.建立发动机磁流变悬置系统六自由度模型,以快速消除发动机悬置点的振动为目标,设计了模糊控制器,仿真研究了模糊控制器设计的有效性.研究结果表明:磁流变悬置较被动液压悬置具有更好的宽频隔振效果,发动机转速对应的二阶主频振动峰值明显减小,力传递率控制在20％以内,模糊控制有效隔绝了发动机振动.     

一种挤压模式发动机磁流变悬置的设计与试验研究

为有效隔离汽车发动机的振动,提出一种基于挤压模式的磁流变悬置的结构与工作原理。并对磁流变悬置的磁路进行了理论计算。针对磁路的轴对称特性,采用Matlab/PDEtool建立磁路二维有限元仿真模型,并进行静态磁场仿真分析,确定磁路的主要结构参数。基于磁流变液Bingham模型和流体动力学理论,建立磁流变悬置力学模型。对磁流变悬置进行动态特性试验,并与理论计算值进行对比分析。结果表明试验值与计算值基本吻合,所提出的基于挤压模式的磁流变悬置设计方法是可行的。     

车辆动力总成悬置系统参数识别

精确识别车辆动力总成不平衡力以及惯性参数,是对车辆发动机振动进行主动隔离的基础.根据发动机不平衡力只与发动机内部结构以及转速相关的特性,提出一种利用磁流变减振器阻尼参数的可控性,通过测试不同阻尼环境下的各悬置加速度和支座反力,进而识别发动机惯性参数以及不平衡力的新方法.该方法在应用于车辆动力总成悬置系统参数识别时,对比...     

基于磁流变技术的发动机隔振控制

悬置阻尼和刚度可调对发动机在宽频范围内实现积极隔振具有重要意义.在建立发动机3自由度隔振模型基础上,提出用可调阻尼的磁流变阻尼器和可调刚度的磁流变弹性体构成磁流变并联悬置系统,以降低发动机对基座的垂向传递力和抑制横向动反力矩为目标,设计出用仿人智能思想在线修改参数的垂直隔振模糊自适应控制器,并对各磁流变并联悬置的刚度和阻尼进行协调控制.用Matlab对发动机整机隔振进行仿真,搭建出发动机隔振台架试验系统,在宽频激励条件下对不同悬置的隔振效果进行对比研究.仿真表明基于磁流变并联悬置的发动机隔振控制具有明显的优势,台架试验结果表明相对于橡胶和液压悬置,磁流变液悬置能在较宽频范围把力和力矩的绝对传递率降低到约30%以内,可提高乘坐舒适性.     

Fuzzy-PID切换控制在磁流变半主动悬置系统中的应用

建立了一种新型动力总成磁流变悬置的动力学模型,并对其进行动态特性试验。通过数值拟合方法对试验数据进行拟合,得到了电流与可控阻尼力的关系式,为磁流变悬置的控制应用提供了理论模型。考虑车辆悬架系统的等效刚度和阻尼,建立了磁流变半主动悬置系统模型。设计了磁流变半主动悬置Fuzzy-PID切换控制系统,对不同工况下磁流变半主动悬置系统的隔振特性进行了仿真研究,结果表明应用Fuzzy-PID切换控制的磁流变半主动悬置系统具有良好的隔振效果。     

发动机半主动液力悬置动特性研究与开发

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立了力学模型和数学模型,进行了动特性仿真,从流体力学的角度分析了液力悬置的结构参数对其动态特性的影响.进行了液力悬置的台架试验,确定了惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律.由此设计开发了通道可调的惯性通道式液力悬置,从而在较宽频带内有效的达到了减振的目的.     

发动机半主动控制液力悬置动特性仿真研究

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.笔者基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立力学模型和数学模型,进行动特性仿真,从流体力学的角度分析液力悬置的结构参数和液力参数对其动态特性的影响.进行液力悬置的台架试验,确定较可行的惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律,从而在较宽的频带内,达到良好的隔振效果.     

磁流变发动机悬置系统设计与解耦优化

设计了一种基于磁流变液的发动机悬置装置,并利用有限元分析软件Ansoft Maxwell进行了磁场仿真.介绍了磁流变发动机动力总成悬置系统的减振原理,并对其进行了动力学分析.建立了磁流变悬置系统的动力学解耦计算模型,并通过果蝇优化算法进一步优化磁流变悬置系统的结构参数.     

汽车发动机磁流变悬置动特性研究

针对某型号动力总成,基于阻尼可控、宽频隔振的思想,设计具有解耦膜、可控阻尼通道结构的磁流变悬置新型结构,使磁流变悬置在低频、大振幅时,具有高刚度大阻尼特性,高频、小振幅时,具有低刚度、小阻尼特性,同时悬置的高频动态硬化被有效抑制。采用键合图理论,根据磁流变悬置在不同激振条件下的实际工作状态,建立分段式动态特性集总参数模型,利用键合图理论推导了磁流变悬置的状态方程,并对磁流变悬置的动特性进行了仿真分析与试验验证。结果表明:在0~200 Hz频率范围内,该磁流变悬置具有良好的动态性能,能满足发动机的隔振需求,并论证了分段式磁流变悬置集总参数模型的有效性。     

重卡驾驶室半主动悬置控制方法

为了抑制在路面激励下某型重卡驾驶室的振动加速度响应,研究基于磁流变阻尼器驾驶室半主动悬置系统的控制方法。建立了重卡驾驶室半主动悬置集中质量动力学模型,分别采用比例积分微分(proportion integration differentiation,简称PID)控制理论和模糊最优控制理论设计控制器,并利用磁流变阻尼器动力特性实验数据对模糊最优控制器的参数进行优化。以驾驶室质心垂直、侧倾及俯仰3个方向加速度为控制目标,利用ADAMS/Simulink联合仿真方法,对比分析PID控制和模糊最优两种控制策略与被动状态下重卡驾驶室悬置振动控制效果。针对实际重卡进行不同速度路面激励下的振动控制实验。仿真和实验结果表明,采用PID和模糊最优控制方法均能有效抑制重卡驾驶室半主动悬置的振动加速度响应,其中模糊最优控制效果总体优于PID控制。     

Optimal control of structural vibrations using a mixed-mode magnetorheological fluid mount

In this work, a mixed-mode magnetorheological (MR) mount is proposed and applied to the vibration control of a flexible beam structure subjected to external disturbances. On the basis of non-dimensional Bingham number, an appropriate size of the MR mount is designed and manufactured. After experimentally evaluating the field-dependent damping force of the MR mount, a structural system consisting of a flexible beam and vibrating rigid mass is established. The governing equation of motion of the system is derived and expressed as a state space control model. A linear quadratic Gaussian (LQG) controller is then designed in order to attenuate the vibration of the structural system. The controller is empirically realized and control responses such as acceleration and displacement of the structural system are evaluated and presented in frequency domain.     

Vibration control of a frame structure using electro-rheological fluid mounts

A squeeze-mode electro-rheological (ER) mount has been designed, manufactured, and applied to the vibration control of a frame structure subjected to external excitations. After verifying that the damping force of the ER mount can be controlled by controlling the applied voltage, a frame structure system supported by spring mounts and the proposed ER mounts has been assembled. The governing equation of the structural system is derived in the modal coordinate and is rewritten as a state-space control model. An optimal controller, which consists of the velocity feedback signal of the frame structure and the force feedback signal transmitted from the exciting point to the mount position, is formulated in order to attenuate the imposed excitations. The controller has been optimized experimentally and control responses such as the acceleration of the frame structure and the transmitted force at each mount position are presented in both time and frequency domains.     

反射镜无热装配中胶层厚度的计算及控制

为了实现空间遥感器反射镜无热装配,对反射镜粘接镶嵌件时胶层厚度的计算及控制胶粘厚度的方法进行了研究。首先介绍了工程中常用的计算反射镜无热装配胶层厚度的方法及胶层厚度控制工艺,主要描述了工装保证法、精密测量法和工装测量结合法,给出了各种方法的优缺点及局限性。针对目前胶粘工艺控制胶层厚度存在的问题,提出采用具有不同直径规格的空心玻璃微珠来控制胶层厚度的方法。拉伸试验验证了添加了空心玻璃微珠的光学环氧胶比纯光学环氧胶的力学性能提升了20%;利用平面反射镜粘接镶嵌件的试验表明,依靠填充空心玻璃微珠保证胶层厚度的胶粘工艺方法能够保持反射镜面形值,同时证明了胶层计算方法可以应用于空心玻璃珠的直径选择。提出的胶层厚度计算方法及玻璃微珠胶粘工艺可以实现反射镜无热装配,目前已应用于某在研项目。     

Magneto-rheological engine mount design and experimental characterization

Isolation mounts using magneto-rheological (MR) fluid have increasing potential for various applications. This paper introduces new design and manufacturing aspects of MR engine mounts. CAD software was used to design MR mounts and three different types of MR mount prototypes were considered. Later, magnetostatic analyses were performed to validate the designed configuration of the electromagnetic coil, which controlled the MR fluid flow. The MR mounts were manufactured and, then, tested statically and dynamically using a servo-hydraulic rate machine. Static tests were performed with amplitudes between 0–10 mm. Dynamic tests were performed under excitation frequencies in between 0–100 Hz with amplitudes of ±0.1 mm, ±0.5 mm, ±1.0 mm and ±2.0 mm as well as under excitation frequencies in between 0–20 Hz with amplitudes of ±3.0 mm, ±4.0 mm. Besides the MR mounts, hydro mount and elastomeric top were tested adopting the same procedure. The finding of different mount properties was explained and MR mount characteristics in frequency domain were demonstrated. In addition, the measured characteristics were compared with each other for hydraulic mount and elastomeric top.     

Parameter optimization of time-varying stiffness method for chatter suppression based on magnetorheological fluid-controlled boring bar

An innovative chatter suppression method based on a magnetorheological (MR) fluid-controlled boring bar for chatter suppression is developed. The MR fluid, which can change stiffness consecutively by varying the strength of the applied magnetic field, was applied to adjust the stiffness of the boring bar and suppress chatter. The cutting dynamic stability under different natural frequencies of the structure was analyzed by an energy method, which shows that cutting dynamic stability depends on both the natural frequency of the structure and the spindle speed. The chatter suppression mechanism with varying natural frequency is analyzed for further parameter optimization. Furthermore, both theoretical analyses and numerical simulations indicate that a square wave exciting current with a large amplitude and a moderate frequency has a better effect on regenerative chatter suppression. Experiments utilizing a MR fluid-controlled boring bar under an exciting current with different waveforms and frequencies were conducted. The experimental results show that the chatter can be significantly suppressed using MR fluid-controlled boring bar under a square wave exciting current with a frequency of 4–6 Hz and an amplitude of 0–2 A.     

汽车动力总成液压悬置的研究发展

动力总成液压悬置是非线性很强的隔振元件,其动特性随发动机的激励频率和振幅的改变而改变.重点介绍了液压悬置主要是被动液压悬置的基本结构,以及研究液压悬置的方法及近年国内外研究工作者的研究成果,并简要介绍了液压悬置设计的一些概念.     

基于磁弹性效应的电动转向轴用新型扭矩传感器

在汽车电动转向器(EPS)中,非接触式扭矩传感器起着极为重要的作用.这些扭矩传感器的开发一直是国内外众多专家研究的重点,文中提出了一种基于磁弹性效应的EPS系统转向轴用新型扭矩传感器,并对这种传感器的一些基本特性(相对磁导率和气隙、磁滞、扭矩及激励频率等不同参数影响下的传感器输出等)进行了探讨,特性分析表明,这种新型传感器具有磁滞小、气隙扰动小和灵敏度高的特点,能满足EPS系统的要求.     

柴油机电子油门传感器的线性优化

理论上分析了影响电子油门传感部件线性度的关键因素：电子油门传感部件径向磁场磁感应强度.通过对影响电子油门传感部件径向磁场磁感应强度的各个因素：初级线圈长度和半径、偏心圆盘偏心矩和半径、初级激励电压的分析.提出了各个因素优化来提高电子油门传感部件线性度的方法,得出了电子油门传感部件最佳线性度的性能参数.并对与其匹配的信号调理电路进行了最佳线性优化.依据柴油机电子油门控制系统模拟实验装置平台,对优化后的油门传感器进行了柴油机加减负荷模拟实验,并进行了误差分析.结果表明：柴油机电子油门控制系统的动态响应达0.23 s,线性度为0.38%,完全满足电子油门控制系统正常工作的要求.     

基于ANSYS的脉冲涡流激励参数选取的仿真分析

采用ANSYS有限元软件对脉冲涡流传感器的激励模式进行分析,对带有一定厚度的保温层和保护层的大口径管道内壁的腐蚀状况建立了模型,并通过仿真计算,分析了激励电压的脉冲宽度和频率对仿真结果的影响.为脉冲涡流传感器激励模式的选取提供了一定的依据.     

基于压阻原理的磁流变减振器阻尼力传感器设计

为实现磁流变减振器运行中的健康状态监测并满足轿车磁流变减振器控制器阻尼力的需要,设计了一种可同时测量磁流变减振器压缩和复原行程中动态阻尼力的压阻式力传感器。根据汽车磁流变减振器的工作特性和压阻式压力传感器的设计原则,对阻尼力传感器进行了整体结构设计;采用理论计算与有限元仿真相结合的方法,以达到设计量程、获得较大灵敏度和固有频率为设计目标,确定了传感器芯片尺寸;通过分析论证,确定了传感器芯片型式、制作材料;研究了压阻系数与晶向的关系,确定了电阻排布方向和位置、电阻条尺寸、电阻条折弯数,完成了芯片的版图设计。