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。     

线性系统Luenberger能观规范型的充要条件及特征

提出了一种完全能观线性MIMO(multi-input multi-output)系统的能观矩阵的线性无关行向量的搜索方案,并基于此搜索方案提出了一种将完全能观线性MIMO系统化为Luenberger能观规范型的变换矩阵的构造方法。通过对几个定理的证明,阐述了此非奇异变换矩阵与Luenberger能观规范型的关系,提出了将Luenberger能观规范型按照结构的差异划分为广义和狭义2种规范型的观点,并给出了完全能观线性MIMO系统的广义和狭义Luenberger能观规范型实现的充要条件,用3个实例验证了上述观点和方法的正确性和可行性。同时给出了一种方法使得一类不满足Luenberger能观规范型实现条件的线性MIMO系统能够在不改变系统物理结构的前提下变换为Luenberger能观规范型,并通过2个实例的分析和比较对此方法进行了阐述。     

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。     

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。     

面向对象在汽车噪声与振动测试系统中的应用

随着现代汽车工业的发展，广大汽车生产厂家迫切需要在汽车设计生产过程中进一步控制汽车振动和噪声水平。快速寻找并识别主要的噪声源和根源，有效地对汽车噪声和振动测量结果进行分析处理，得到切实可行并具有良好经济性能的降噪方案就成为其中最首要的前提性工作。这使得汽车噪声与振动测量分析系统开发的设计指标日益复杂，综合性越来越高。使用面向对象技术来实现汽车噪声与振动测量分析系统的开发，可以缩短系统的开发周期，降低系统开发的成本，它强调系统开发过程中软件的重用性、开放性和可扩充性，使系统开发走上了柔性化、集成化和经济化的道路。     

谐波叠加路面输入模型的建立及数字模拟

路面输入模型在汽车平顺性和操纵稳定性分析研究中是很重要的,对谐波叠加模型的建立进行了理论分析和探讨;编制了运用该模型生成随机路面谱的软件,对国标GB7031-87中规定的各级路面不平度进行了数字模拟,结果表明,该模型能够描述复杂且不规则的路面形状,适应于任意形状的谱密度的平稳随机过程,具有较好的适应性.     

轮毂电机驱动电动汽车机电耦合垂向动力学特性

电动车用轮毂电机受路面激励和车重的双重作用,定转子相对偏心进而产生不平衡磁拉力,其垂向分量与车辆悬架系统的垂向振动相耦合,影响电动汽车的平顺性、舒适性等性能。针对这一机电耦合问题,以一台永磁式轮毂电机为研究对象,利用磁场叠加法获得负载气隙磁密分布,引入复数相对磁导和偏心磁导修正系数,建立考虑定子开槽效应的电机偏心磁场和不平衡磁拉力解析模型,并通过有限元仿真和样机试验验证了解析模型的有效性。根据悬架系统的垂向振动与电机偏心不平衡磁拉力的实时耦合关系,利用拉格朗日法求解车辆动力学方程,建立1/4车身垂向耦合振动模型。以轮毂电机定子垂向振动加速度、车身垂向振动加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷为主要指标,研究机电耦合效应对车辆垂向动力学特性的影响,揭示不平衡磁拉力输出特性与车辆动力学响应之间的机电耦合机理。研究结果表明,机电耦合效应使电动汽车的平顺性、操稳性和安全性等性能总体下降。     

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.