轮毂电机驱动电动汽车电子差速系统研究

针对轮毂电机独立驱动电动汽车电子差速问题进行了研究.电子差速器要实现当车辆直线行驶时,两驱动车轮的轮速相等,而当车辆转向时,欲使车轮不发生滑移,车轮相对转向中心的角速度相等.为此,考虑车辆转向行驶时轴荷转移、向心力以及轮胎侧偏角的影响,计算每个车轮需要的驱动力矩,以车轮的滑移率为控制目标,提出了基于滑模控制(SMC)的电子差速控制策略,并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真.仿真结果表明,此电子差速装置可以实现车辆直线行驶和转弯过程中将滑移率控制在最佳范围内,车辆能够按照预定方向稳定行驶.     

汽车半主动磁流变悬架的自适应相对控制研究

为了提高汽车的运行平顺性和操纵稳定性,以磁流变减振器为控制对象,提出了采用自适应神经网络相对控制方法的半主动悬架系统。在试验测试和理论分析的基础上,通过数据拟合得到磁流变减振器阻尼力的非线性Bingham模型,建立了基于该磁流变减振器的半主动悬架模型,并用该模型进行了自适应神经网络相对控制方法的研究。以模拟道路谱作为输入,以车身俯仰角加速度和车辆悬架前、后侧弹簧的垂向变形量之差作为控制量,把车身质心垂向加速度、前后悬架动行程作为评价指标来进行仿真研究。仿真结果表明,设计的半主动悬架与被动悬架相比,其平顺性与稳定性均得到了良好的改善,且对运行工况的改变有一定的适应性,对系统参数摄动也具有很强的鲁棒性。     

基于ADAMS/ATV的履带装甲车辆托带轮分布方案优选

履带装甲车辆的履带与托带轮的垂向冲击是产生冲击噪音和导致履带疲劳与断裂的重要因素。基于ADAMS软件中的ATV模块对某型履带装甲车辆建立了动力学模型，针对各托带轮所受履带的垂向冲击力大小不均匀的问题，综合动力学仿真分析，优选托带轮的分布方式，改善其动力学性能。     

车辆半主动悬架的模糊控制策略设计与仿真研究

模糊控制和常规控制算法相比具有建模简单,控制精度高、非线性适应性强等优点,在车辆智能悬架系统得到了较广的应用。文章以簧载质量垂向速度、簧载质量俯仰角速度及其变化率作为模糊控制器输入,使用双模糊控制器实现车辆半主动悬架的控制,达到改善车辆垂直和俯仰振动的综合减振目的。同时,以某型车辆半车悬架模型为对象进行了仿真分析。仿真结果表明:采用所提出的模糊控制策略不仅能较好地改善车辆乘坐舒适性,还能显著降低悬架击穿可能。     

基于动态表面理论的车辆制动与悬架协调控制

建立了七自由度车辆非线性动力学模型,车轮制动模型以及非线性轮胎模型,以缩短制动距离和制动时间而不大幅降低舒适性作为控制策略的出发点,将主动制动与主动悬架系统进行协调控制,采用动态表面控制理论,克服了反演设计中激增项问题,依据协调控制思想,分别对制动与悬架系统设计了协调控制器,并对协调控制与非协调控制进行了仿真对比分析。结果表明:对主动制动和主动悬架系统采用协调控制,可在小幅降低舒适性的情况下获得更大的地面制动力,进一步提高了车辆的制动安全性,表明了该控制方法的有效性。     

基于Matlab的四轮转向车辆操纵稳定性仿真研究

建立了四轮转向车辆操纵动力学模型，详细地描述了在Matlab环境下四轮转向车辆操纵稳定性的动态仿真过程，研究了转向的稳态和瞬态响应特性及其控制参数的影响，并与传统前轮转向车辆进行了比较分析．最后以零侧偏角为目标对控制参数进行了优化．研究结果可为评价四轮转向车辆的系统设计和控制律提供理论依据。     

带驱动直流电机两轮机器人运动系统仿真

在两轮轮式机器人运动学特性以及直流电机系统的实际响应特性的基础上,分析了实际机器人的各个子系统.根据两轮机器人运动学特性建立了机器人运动模块,采用简化了的直流电机系统模型建立了电机及驱动模块,建立了给定限幅模块.这些模块构成了完整的带双闭环驱动直流电机系统的两轮机器人运动仿真系统.以RoboCup足球机器人系统作为验证平台,将提出的仿真系统、只采用理想运动学模型的仿真系统,带有二阶电机系统模型的仿真系统和实际系统四者的运行结果进行了对比.实验表明提出的仿真系统能更为有效地反映实际系统的运行情况,可以用于实际系统控制算法的仿真设计.     

空气主动悬架的建模与仿真研究

针对空气主动悬架,建立了一种新型的动力学模型,构建控制执行机构的控制量与车辆实时状况之间的关系.结合最优控制相关理论,对空气主动悬架控制器进行设计.利用MATLAB/Simulink软件对空气主动悬架的动力学模型进行仿真研究,得出时域和频域的仿真结果,并与机械式空气悬架进行对比分析.从结果中可以看出,空气主动悬架能很好地改善车辆的减振性能,为空气主动悬架的实际应用提供了理论依据.     

四轮转向直接横摆力矩鲁棒集成控制仿真研究

将四轮转向与直接横摆力矩相结合,考虑模型摄动优化权函数抑制外扰,基于模型跟踪设计μ综合鲁棒集成控制器.采用J-turn操纵方式高速下验证控制器的鲁棒性,比较前轮转向直接横摆力矩,四轮转向与四轮转向直接横摆力矩三种车辆控制系统的操纵性能,仿真表明设计的四轮转向直接横摆力矩集成μ综合控制器更能有效地提高车辆闭环系统的鲁棒性,抵制外部扰动的鲁棒稳定性,且避免了H∞控制器的保守性.     

基于虚拟样机技术的某车辆性能仿真研究

在ATV提供的模型库的基础上,建立了某车辆的多体系统动力学模型,在体现履带车辆的动力性与机动性的特种路面上,对它的行走姿态进行了仿真。该模型有两条履带系统,每条履带系统由诱导轮、负重轮、主动轮、托带轮和108块履带板组成,整个模型共有1674个自由度。按照总体给定的条件,对四种典型情况进行了动力学仿真:(1)爬越32度坡;(2)跨越2.8米宽的壕沟;(3)翻越0.8米高的垂直墙;(4)10度起伏路面的直驶。成功地向模型中施加了车辆的牵引工况,建立了四种典型路面文件,编写了求解大模型虚拟样机的内存动态管理库,解决了车辆在爬坡过程中的“打滑”问题。并仿真计算了悬挂系统、行动系统与表达整车总体性能的力、力矩、速度与加速度等物理量的大小。通过上述仿真分析,为评价车辆的越野性能、动力性能和机动性能以及在设计阶段了解方案设计、总体布置以及动力等对整车性能的影响方面提供了可靠的定量的参考依据。     

带Mecanum轮的移动机器人全向移动控制研究

分析了一种配有Mecanum轮移动机器人的全向控制方法.该方法有效的控制了Mecanum轮机器人平台,对实验对象输入的导航参量设定值(X、Y方向的平移速度与转动角度)转化为机器人各轮的控制转速设定值,并通过机器人本体仿真模块对电机以及机器人模型的仿真解算,得到机器人的实际位姿状况.再反解出移动机器人的实际导航参量,用于机器人的导航位姿闭环控制.     

基于灰Fuzzy控制算法的车辆悬架与转向综合控制

建立了垂向、侧向、俯仰及横摆运动的4自由度集成车辆模型,对汽车悬架和转向系统的协调综合控制进行了研究,为了改善传统模糊控制器(TFC)的性能,在灰预测算法的基础上提出了灰模糊控制器用于估计系统下一时刻的输出量;为了提高集成车辆在不平路面激励下的稳定性以及垂向振动特性、俯仰特性等,提出了集成灰模糊控制方法(IGFC),并进行了计算机仿真,结果表明集成灰模糊控制方法的控制效果要优于传统的模糊控制系统以及被动系统.     

基于统一模型的转向-悬挂系统预瞄控制研究

通过对车辆底盘系统中的主要组成部分——转向和悬挂系统建立统一的数学模型,利用Matlab/Simulink仿真,结合最优控制理论,对被动系统及主动悬架与四轮转向综合控制有、无预瞄系统进行了对比研究。理论分析与仿真试验表明,预瞄后的整车性能得到了进一步提高。     

四轮转向半挂汽车列车横向稳定性仿真分析

引入Gim轮胎模型建立了四轮转向半拦汽车列车的非线性动力学模型.以零侧偏角为控制目标确定半挂汽车列车牵引车后轮转角.以建立的四轮转向半挂汽车列车非线性动力学模型为基础,采用数值不同的两种前轮转角输入,借助Matlab/Simulink仿真环境,对其运动规律进行时域仿真.仿真结果表明,高速时基于牵引车后轮转角的半挂汽车列车明显改善了车辆的操纵稳定性,且能在大前轮转角的情况下保证半拦汽车列车的稳定性.研究结果可为四轮转向半挂汽车列车操纵稳定性的优化及系统设计提供理论依据.     

车载火炮系统动力学仿真

主要对履带车辆在粗糙地面行驶时车载火炮系统的振动问题进行了动力学建模与仿真,主要有:通过基于三角函数相位的随机抽样法建立双侧不平地面模型、建立三维车体、双侧任意车轮、任意位置座椅在内的坦克底盘的振动模型、车体与火炮的相互作用模型。本文的分析方法将履带车辆的振动对火炮运动的影响体现出来,更加全面和客观的反映了履带车辆行进过程中火炮的运动机理。通过对不同参数的模拟结果进行分析,能够定量的得到各参数变化对车载火炮系统在行进间振动与射击的影响程度,这对于车载火炮系统的设计与优化有着积极的作用     

半主动空气弹簧悬挂系统控制策略及仿真分析

随着铁路不断提速，对车辆运行品质的要求也越来越高。半主动控制技术在机车车辆上的应用为进一步提高机车车辆动力学性能进而提高其运行品质开辟了新的途径。包括空气弹簧的二自由度悬挂系统的控制策略进行分析，结合控制策略提出了一套以调节空气弹簧节流孔直径从而改变悬挂系统阻尼为目的的半主动控制方案，运用计算机软件SIMULINK对半主动控制空气弹簧悬挂系统进行了仿真。研究结果表明，运用半主动控制技术可以得到更好的空气弹簧悬挂参数，提高整个悬挂系统的减振性能以改善车辆运行平稳性。     

反作用轮系统内干扰建模与仿真分析

反作用轮在卫星姿态控制中得到广泛应用；但对于指向精度要求高的任务，必须充分考虑反作用轮本身引入的干扰，即反作用轮系统的内干扰。首先建立了反作用轮系统的内干扰数学模型，包括摩擦干扰、弹性振动干扰及飞轮质量分布不均引入的干扰，以此为基础，在MATLAB／Simulink环境下建立了相关的仿真模型，并将其应用到卫星三轴稳定姿态控制动力学仿真中。     

电动汽车感应电机的时变模型与计算机仿真

电动汽车感应电机运行工况复杂多变，电机模型和参数的精度对整车控制性能影响较大。在对电机参数时变性分析研究的基础上，建立了考虑电机参数时变性的感应电动机动态模型，研究了电机参数的估计方法，给出了电机参数与运行条件之间的匹配关系。利用MATLAB／SIMULINK软件构造了电动汽车感应电机的动态仿真模型，以电动轿车电机为例，给出了仿真结果，验证了所建模型的有效性。     

电动轮驱动汽车动力学最优PD控制仿真

由于电动轮驱动汽车的本身特点使其动力学控制系统大大简化。提出了采用最优PD控制的电动轮驱动汽车动力学控制方法。该方法根据转向角与车速信号由汽车线性动力学模型产生理想汽车横摆角速度与质心侧偏角,通过实时检测汽车横摆角速度与质心偏角并根据其与理想值的差值产生PD反馈控制。PD增益系数采用最优控制方法整定。仿真表明该控制器可在各种行驶路面及工况下实时调整各驱动轮的驱动转矩从而调整汽车运动状态,保持汽车在各种行驶路面尤其是低附着路面上的稳定行驶的能力,使其稳定性与安全性得到明显提高。     

基于磨耗数据驱动模型的轮对镟修策略优化和剩余寿命预报

基于广州地铁车辆轮对的磨耗实测数据, 首先针对踏面直径和轮缘厚度两个型面参数以及镟修比例系数, 给出了一种轮对磨耗的数据驱动模型. 根据轮对应用要求, 提出一种轮对镟修的控制限策略. 在前述轮对磨耗模型的基础上, 给出了该镟修策略的蒙特卡罗仿真步骤. 然后应用蒙特卡罗仿真方法, 实现以期望费用率最小为目标的轮对镟修策略优化, 并给出轮对剩余寿命仿真预报. 研究结果表明: 当轮缘厚度减少到27 mm至27.5 mm时, 通过镟修将轮缘厚度恢复到29mm至30mm, 这样的镟修策略能降低轮对镟修期望费用率, 并延长轮对期望使用寿命; 提出的轮对剩余寿命仿真预报法能够给出某时刻轮对剩余寿命的概率密度分布.