商用车ABS预测控制方法研究

针对商用车制动过程中存在的强烈非线性和模型不确定性问题,建立了整车七自由度转向制动状态空间模型,提出了一种非线性连续预测控制方法,设计了基于滑移率的ABS非线性预测控制器.在控制器设计中,利用泰勒级数展开对系统状态进行适当的截尾处理,获得了系统预测模型,并将ABS路面识别算法引入参考轨迹设计,提出了多路面下的参考轨迹模型.当路况发生变化时,参考轨迹也发生相应的变化,而且在系统中引入了积分反馈,以增强系统的鲁棒性.仿真研究表明,当ABS存在建模误差、载荷变化和干扰时,该非线性预测控制器仍能够获得良好的动态响应和鲁棒性.     

内外激励作用下齿轮系统拍击振动特性研究

在考虑齿侧间隙、时变刚度和啮合误差的情况下，利用集中质量法建立了直齿齿轮副拍击振动数学模型。采用四阶变步长Runge．Kutta对模型进行数值求解，研究了内外激励对系统拍击状态、周期响应的影响，以及拍击状态、周期响应与拍击强度的关系。结果表明：内部激励会导致齿轮拍击状态改变和发生倍周期响应，外部激励较小时对齿轮拍击状态影响较小，但会导致系统发生拟周期和倍周期响应。拍击状态对拍击强度影响很大，倍周期响应会降低拍击强度，拟周期响应对拍击强度影响较小。     

基于层次分析法的排气系统悬挂点位置优化

提出一种基于层次分析法的排气系统悬挂点位置优化方法。以某桥车悬挂点位置为例,利用HYPERMESH建立排气系统的有限元模型。通过对排气系统进行数值模态分析和试验模态分析,验证有限元模型的准确性。首先通过层次分析法计算各阶模态振型的权重因子,然后用平均驱动自由度位移法(ADDOFD)对所有潜在悬挂点的各阶模态振型加权求和,重新选加权位移较小的位置作为排气系统的悬挂位置。为检验所设计悬挂位置的合理性,对该排气系统进行频率响应分析和约束模态分析;并进行实车验证。比较优化方案和初始方案,传递到车身的力明显下降,满足最大力小于10 N的要求;车内座椅导轨的振动也明显减小,证明优化后的悬挂点符合要求。     

新型准零刚度振动位移传感系统研究

为解决工程实践中绝对振动位移难以直接测量的问题,提出了一种采用准零刚度技术的新型传感系统。分析了欧拉压杆和传感系统的静力学特性,得到了传感系统具有准零刚度特性的条件;建立了传感系统的动力学模型并对其求解,讨论了传感系统的等效阻尼、欧拉压杆负刚度与弹簧的刚度比和被测信号幅值对测量精度的影响;研究了传感系统在不同激励信号下的动态测量效果。研究结果表明,传感系统可以直接对微幅振动位移进行准确、实时的测量。该新型准零刚度振动位移传感系统可以为全状态反馈振动控制等问题提供一种可行或者更优的测量方案。     

基于遗传算法的多项式监督PID控制仿真

针对实时控制过程提出一种基于遗传算法的多项式函数监督PID控制。在离线学习过程中,遗传算法生成表示PID三个参数(Kp, Ki, Kd)与评价被控对象的评价指标关系的多项式监督函数。在线控制过程中,监督函数监督被控对象的状态,并在其评价指标超标时对PID控制器的参数进行及时调整。以1/4汽车半主动悬架系统为控制对象的仿真实验表明这种离线学习与在线调整相结合的PID控制方法能够有效改善悬架系统的平顺性。     

基于虚拟样机的汽车稳态转向特性改进研究

利用ADAMS建立了满足操纵稳定性分析和行驶平顺性分析的某汽车虚拟样机。基于该样机,研究了螺旋弹簧刚度和横向稳定杆直径对汽车稳态转向特性的影响规律,即适当增加该车前悬架螺旋弹簧刚度和横向稳定杆直径能显著提高其稳态转向特性,但随着刚度的增加,中性转向点侧向加速度的增长率却显著下降。进一步的研究表明:当前螺旋弹簧刚度和横向稳定杆直径分别从30N/mm和20mm时增加至32.5N/mm和21mm时,中性转向点的侧向加速度也由5.32m/s2增加至6.18m/s2,稳态转向特性得到明显提高,驾驶员座椅总加权加速度均方根值由0.6027m/s2增加至0.6268m/s2,行驶平顺性略有下降。     

小型车用换热器的数值模拟与优化

应用CFD计算流体动力学方法对换热器的换热特性、空气流动特性进行了全面分析,得到了换热器温度场、压力场和流场分布情况.对换热器实施了减少管束的数目、减小折流板尺寸、增大壳侧出口直径和增大换热管直径等改进措施,改进后换热器壳侧的阻力损失降低32.3%,为103.2 Pa,同时出口温度为130 K,仍然满足换热要求.表明采用数值模拟方法对换热器进行研究开发可以获取换热器内任意点的温度、压力和流速等详细信息,而且可以了解结构参数变化对换热器流场和温度场的影响的显著优点,为换热器的优化设计提供了新的方法.     

汽车发电机—压缩机支架断裂发生机理及控制措施

针对某微型汽车在道路试验和实际使用中出现的发电机－压缩机支架断裂并导致发电机－压缩机－曲轴皮带断裂而严重影响其使用寿命的现象，对其发电机－压缩机支架系统进行了发动机台架振动测量和实验分析研究，利用频谱分析技术得到了该系统曲型部位的振动信号特征，识别了有害振源。同时结合有限元分析技术，研究振动的发生、形成、传播和破坏机理。在此基础上，提出了行之有效的改进措施和控制方案，达到改善系统动态特性，降低振动强度，避免了支架系统和皮带的破坏或失效。     

汽车后悬架的非线性有限元分析

介绍了非线性有限元分析的基本概念和求解思想，利用ANSYS有限元分析软件的接触非线性求解功能，对SC1020汽车后悬架钢板弹簧的强度和刚度进行了考虑接触状况的静强度分析，得到各片钢板弹簧在总装配后的预应力分布、预变形、在不同载荷作用下的应力分布和变形情况，并在此基础上计算了钢板弹簧的力学性能和动态特性，并且和试验结果符合得很好。分析结果表明：利用CAE分析技术有助提高汽车悬架设计水平、缩短设计周期，减少开发成本。