轮毂电机驱动汽车直接横摆力矩控制研究

根据横摆角速度和质心侧偏角与汽车操纵稳定性之间的关系,以质心侧偏角和横摆角速度为控制目标进行车辆操纵稳定性控制,搭建了整车七自由度模型,通过二自由度模型获取轮毂电机驱动汽车横摆角速度和质心侧偏角的参考值;在此基础上,设计了一种轮毂电机驱动汽车直接横摆力矩控制策略,应用模糊控制方法构建了横摆力矩模糊控制器,得出为保证车辆稳定所需的附加横摆力矩,以轮胎利用率最小为优化目标,进行转矩优化分配,最后通过仿真验证了所提出的控制策略的有效性.     

六轮独立驱动滑动转向车辆运动控制算法仿真研究

依据六轮独立电驱动滑动转向车辆转向原理及车轮扭矩独立可控的特点,结合驱动力优化分配及操控稳定性问题,提出了一种运动控制算法。该算法由速度控制器,转弯控制器和轮胎力最优分配控制器组成。其中,速度控制器和转弯控制器根据车辆状态产生整车所需总的纵向力和转弯横摆力矩,轮胎力最优化分配控制器根据轮胎垂直载荷优化分配各个车轮所需的扭矩。仿真结果表明：垂直载荷较大的轮胎获得了较大的驱动扭矩,与平均分配算法相比,采用轮胎力最优化分配算法,轮胎负荷率降低了979%,提高了车辆的操控稳定性。     

多轮独立电驱动车辆转向稳定性集成控制研究

为提高多轮独立电驱动车辆转向稳定性,提出一种以直接横摆力矩控制为核心的集成控制方法,分别设计直接横摆力矩上层目标跟踪控制器和下层转矩协调控制器,并对下层控制器进行多层次优化设计。采用转矩预分配、最优滑转率控制分配和补偿分配相结合的多层次分配结构,实现系统层面和单个驱动轮转矩的优化分配控制,最大限度减小横摆力矩执行误差。基于某型8轮独 立电驱动试验样车,进行低附着路面和良好路面双移线行驶试验。试验结果表明：设计的集成控制器有效提高了车辆转向的稳定性,能实现对期望转向轨迹的良好跟踪。     

基于DYC的四轮驱动电传动车辆动力学控制系统研究

为进一步改善四轮驱动电传动车辆的动力学特性,设计了基于直接横摆力矩控制的电传动车辆动力学控制系统.首先,以改进2自由度车辆模型为基础制定出用于保证车辆稳定性的动力学控制目标;之后,采用"前馈+反馈"控制结构,设计了结合动态滑模和最优调节的电传动车辆直接横摆力矩控制器,并按照不影响纵向行驶性能的原则,以轴载估计为比例分配各独立电驱动车轮的电机驱动转矩.研究表明:该四轮驱动电传动车辆动力学控制系统能够加快车辆系统响应速度,并有效抑制车辆运动进入不稳定状态的趋势,所得整车直接横摆力矩光滑平稳,并对路面附着变化和系统不确定参数具有良好的鲁棒性.     

分布式电驱动车辆极限越野环境下高速避障与稳定性控制

为提高分布式电驱动车辆在极限越野环境下的高速避障能力和操纵稳定性,提出一种充分考虑车辆过弯姿态反馈的分层协调横向稳定性控制方法。上层控制器将多模型在线建模算法与非线性模型预测控制理论相结合,构建一种基于数据驱动多模型预测控制的横摆、侧倾运动协调控制器。由于车辆不同的横向失稳状态下最优控制中心是时变的,细化并重构一种双层融合型横摆运动动力学模型。考虑到越野工况存在时变道路曲率和侧向坡度,建立零力矩点侧倾失稳判断模型,在横摆稳定性控制基础上引入侧倾稳定性控制约束。下层控制器结合各轮胎滑动率和垂直载荷转移量,采用二次规划求解算法将融合型期望横摆力矩转化为各轮最优驱动转矩。搭建MATLAB/Simulink软件和Carsim软件联合仿真平台,进行仿真实验验证。结果表明,该分层协调控制策略可充分发挥分布式电驱动车辆在极限越野工况下的高机动转向性能,具有较强的车身姿态修正能力,可以提高车辆的路径保持精度和过弯横向稳定性。     

多轴分布式驱动无人车辆极限操纵状态整车集成控制方法

包络线控制起源于航空航天工业,它提供了飞行状态的安全保障和机动边界,为飞行器控制带来了良好效果。基于8×8多轴分布式驱动无人车辆和包络线方法核心思想,提出一种将车辆推向极限的整车动力学控制器。通过建立轮胎滑移圆提出一种新的方法以用于评估车辆驱动力状态,并将轮胎滑移状态与车辆“g-g”图相结合,用来实现无人驾驶状态下逼近车辆操纵能力极限,发挥车辆动力性能与灵活性能,同时确保在轨迹跟踪时的跟踪精度,精准高效地完成平台任务。考虑外界环境不确定扰动与因素变化对极限状态下车辆稳定性影响,基于车辆横向动力学模型的稳定特性分析,获得不同条件下稳定域相平面,并探索其变化机理、归纳数学描述表达式。通过对车辆稳定相平面的分析,提出以车辆横摆力矩为输出的稳定保持控制器。针对上层控制器驱动力与横摆力矩的输出,设计下层转矩分配控制策略,通过冗余执行器的最优分配实现整车性能发挥。整车集成控制策略部署于一辆8×8原型试验车辆,在越野路面上进行多项科目测试,试验结果表明：在高速条件下,无人车在轨迹跟踪中具有更好的动力性能和安全性能。     

轮毂电机驱动装甲车辆行驶稳定性控制仿真

为实现8×8轮毂电机驱动装甲车辆行驶稳定性控制,采用分层控制的驱动力矩分配思想,在顶层基于一种 G－向量控制方法,利用车辆的横向加速度信息对车辆的总驱动力矩进行修正;在中间层次基于直接横摆转矩控制的思想,实现两侧驱动力矩的合理分配;在底层采用驱动防滑控制,实现各驱动轮转矩的优化分配。基于“驾驶员－综合控制器”在环实时仿真系统进行实时仿真试验,对稳定性控制算法和车辆综合控制算法代码进行验证,仿真结果表明该控制方法能够有效抑制车辆的横向运动,提高车辆行驶稳定性。     

8×8分布式电驱动装甲车辆稳定性直接横摆力矩与转矩矢量控制

为提高车辆的行驶稳定性,发挥轮毂电机驱动的优势,提出一种8×8分布式电驱动轮式装甲车辆直接横摆力矩与转矩矢量控制方法。建立车辆的线性二自由度模型,求得期望横摆角速度和质心侧偏角。设计一种分层控制器：上层控制器为协调横摆角速度和质心侧偏角,采用滑模控制对两个变量的控制输出分别进行计算,并设计加权函数,得到横摆力矩输出;下层控制器将8个车 轮按轴分为4组矢量,根据横摆力矩和纵向力需求,按照转矩矢量合成的方法得到各轮转矩。实时仿真实验结果表明,该控制方法能合理分配车轮转矩,有效控制横摆角速度,提高车辆的行驶稳定性。     

轮毂电机驱动车辆双重转向直接横摆力矩控制

针对某型8轮轮毂电机驱动车辆,设计一种基于直接横摆力矩控制的双重转向控制方法,建立车辆双轨2自由度动力学模型,研究包含滑移转向工况的车辆参考模型,并对滑移转向比采用基于车速与路面附着条件的模糊调节。为平衡横摆角速度控制与质心侧偏角限制之间的矛盾,在控制模型中,以横摆角速度作为直接控制变量,以质心侧偏角作为约束量,采用滑模变结构控制算法计算期望的横摆力矩,横摆力矩分配过程中采用预分配与驱动防滑控制相结合的分配策略。利用硬件在环实时仿真平台对所提出的双重转向控制算法进行分析验证,仿真结果表明：采用双重转向控制,能有效提高车辆转向的机动灵活性和操纵稳定性,对于提高轮式装甲车辆战场生存能力具有重要意义。     

基于李雅普诺夫和相平面图的车辆失稳机理研究

为了提高分布式驱动无人驾驶平台的操纵稳定性,基于李雅普诺夫第一法和相平面图对车辆的失稳机理进行了系统的分析.首先建立基于Fiala轮胎模型的非线性二自由度车辆动力学模型;然后对车辆非线性系统平衡点进行求解并分析;最后在不同工况下分析车辆的质心侧偏角和横摆角速度相平面图,并对稳定性条件和失稳机理进行了分析.研究结果表明:当车轮转向角小于分叉点对应的转向角度时,车辆能够很好地执行驾驶意图;当车轮转向角大于分叉点对应的角度,则稳定平衡点消失,从而导致车辆失稳.该方法为车辆稳定性分析提供了理论依据.     

某型柴油机高压共轨喷油器结构改进仿真分析

针对某型柴油机共轨喷油器改进设计的需求,建立了喷油器的数值仿真模型,研究了喷油器针阀质量、控制腔容积及供油道长径比对喷油器特性的影响.研究表明在保证针阀结构强度的情况下,针阀质量应该更小;控制腔容积在满足针阀升程要求等条件下也应更小;在确定长径比的条件下,合理安排喷油器的尺寸结构,适度增加供油管的长度和直径可以降低喷油器内部的压力波动.研究为该型喷油器的改进设计提供了技术支撑.     

基于改进叠模方法的两栖车航行阻力成分研究

基于两栖车阻力产生的机理,提出了一种"改进叠模"航行阻力计算方法.以某履带两栖车为例,分析了其航行阻力的特性、尾部顺流段对航行阻力计算中流场的影响、车体表面动压力变化,获得了两栖车航行阻力成分构成,计算结果与拖曳模型试验数据基本吻合,表明用该方法可以有效分析两栖车的航行阻力.     

基于装夹变形的某车身侧围公差优化分配

以某车身左侧围为模型,利用三维偏差分析软件3DCS对其进行了装配偏差分析,结果表明该车身侧围后段与后保险杠的间隙和面差公差均不满足设定目标要求.依据分析结果对该车身侧围进行了装夹变形分析,进而结合CAE分析结果,将装夹变形因素添加到装配公差约束条件中,对车身侧围进行了公差优化分配,并利用质量成本理论进行评价.优化后其超差率均不超过5%,装配质量明显提高,并且总损失成本降低了7.16%,验证了该优化分配的合理性,实现了以较低的制造成本提高汽车装配质量的优化目标.     

传动装置齿轮耐久性台架试验方法研究

为了使履带车辆传动装置结构设计、试验校核更加符合车辆现场实际使用情况,结合履带车辆左输出轴齿轮样车测试扭矩载荷数据,提出了基于现场样车载荷测试的履带车辆传动装置耐久性旋转台架试验方法.结合车辆传动装置性能试验台架扭转加载特点,对左输出轴齿轮实测转速和扭矩载荷数据按挡位进行分类,然后利用损伤切片累计图法计算左输出轴齿轮累积损伤.根据试验样本数据与设计里程占比,对累积损伤进行相应比例的放大,同时,考虑到驾驶员之间的差异性,以适当的精度对累积损伤进行了外推,进而依据试验室台架模拟试验与现场实际试验损伤数等效的原理,计算出传动装置台架试验目标损伤数.分别在累积损伤分布图和转速幅值概率密度分布函数上确定台架所需加载的扭矩和转速.结果表明,该方法制定传动装置耐久性台架试验方案可行,能够反映现场实际使用条件.     

某轮式空降战车模拟着地冲击试验方法研究

提出了一种空降战车模拟着地冲击试验方法.按照试验方法进行空降试验,得到了不同测点的“时间-过载”曲线.结果表明:车底甲板中心位置最大冲击加速度为17.451g,冲击时间231ms,满足试验要求,验证了该模拟试验方法可行、有效.该试验方法较实装空投具有试验条件要求低,可操作性强且环境条件易于控制,可大幅提高试验的迭代次数,节省试验费用.     

空气滤清器过滤材料性能仿真与试验研究

基于Darcy理论模型和Navier-Stokes方程,应用过滤材料微观建模仿真软件GeoDict,结合三维电镜扫描设备生成的过滤材料切片照片,对过滤材料进行三维建模并仿真研究,研究内容为材料的流场特性、过滤效率与容尘能力,得到了过滤材料的渗透率、一定流速下的压力降、单次加灰的过滤效率以及多次加灰的效率和压力降变化.将仿真结果与过滤材料性能试验结果进行了对比分析,结果表明,其误差小于10%,具有良好的一致性.     

地面无人平台体系架构研究综述

综述了体系架构研究在地面无人系统领域的研究现状,总结了现阶段较为典型的体系架构,如ROS、JAUS、4D/RCS和云机器人系统架构的研究和应用现状.结合这些典型的体系架构,阐述了分层递阶式、反应式、混合式体系架构的特点.结合现状,分析了无人平台体系架构的发展趋势.最后从地面无人平台的需求出发,提出了和发展趋势相适应的基础理论关键技术.     

矿用无轨胶轮车的整车性能测试分析

依据相应的国家标准和行业技术要求,对某矿用车样车进行整车性能测试,分析该样车是否满足各项设计要求,并对其不足之处提出改善意见.测试结果表明,被测试车辆性能基本满足相应的设计方案要求,但在车身整体设计结构和加速时间方面还需要进一步优化.     

履带车辆履带预张紧力对平顺性的影响与仿真

为了分析履带预张紧力对车辆平顺性的影响,以某型高速履带车辆为例,在多体动力学仿真软件RecurDyn中建立了整车动力学模型,在不同车速下对履带预张紧力的不同取值对车辆平顺性的影响进行了仿真.结果表明,从平顺性最优的角度出发,该型履带车辆履带预张紧力取车重的10%左右较为合适.     

坦克装甲车辆发动机排气发电技术研究

提出一种利用布雷顿(BRAYTON)循环的坦克装甲车辆发动机排气发电技术方案,对循环过程进行了热力学分析,并探讨了引入循环后对发动机性能的影响及在坦克装甲车辆上实现的可行性,分析研究表明该系统技术适用于坦克装甲车辆的发动机排气发电.