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。     

电动助力转向系统的建模及其全工况控制

将电动助力转向系统模型、轮胎模型以及非线性整车模型联系起来，建立完整的汽车转向动力学模型。针对EPS转向、回正、阻尼三种不同的工况，采用自适应模煳PID扣PID控制算法对EPS分刺进行了助力、回正、阻尼控制。仿真结果表明：所设计酶动力特性比较好的解决了转向轻便性和路感的矛盾，回正控制改善了车辆低速对低速时正性，抵制了车辆高速时的回正超调现象，阻尼控制能够有效的抑制路面的高频干扰，提高了汽车高速直线行驶的稳定性。     

量子遗传算法在永磁同步轮毂电机优化设计中的应用

量子遗传算法具有种群规模小而不影响算法性能、收敛速度快和全局搜索能力强等优点。为了获得高功率密度和低成本的电动车用轮毂电机,基于量子遗传算法,针对研究设计的一种外转子永磁同步轮毂电机,以电机有效质量、材料成本和功率损耗为优化目标,建立了包含8个设计变量和5个约束的数学模型,对电机进行优化设计。研究结果表明:永磁同步轮毂电机有效质量、材料成本和功率损耗降低,效率特性提升,有限元分析结果与量子遗传算法计算结果接近,能满足电动车对驱动轮毂电机的使用要求,因此,量子遗传算法对于轮毂电机优化设计是有效可行的。     

电动轮车辆轮内主动减振系统设计与研究

提出在轮毂电机与车轴之间安装直线电机的电动轮结构,建立带轮内主动减振系统的11自由度电动轮车辆动力学模型,利用最优控制理论以车身垂向加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度、车辆主悬架动行程和车轮相对动载荷五参数均方根值加权平方和的积分值最小为优化目标,以轮毂电机与车轮垂向相对最大位移10 mm为约束条件,对轮内主动减振系统的控制器进行设计。结果表明,与轮毂电机刚性连接车轮的电动轮车辆模型相比,有轮内主动减振系统的电动轮车辆模型既可满足对车轮内部空间对轮毂电机垂向相对位移要求,又使车辆平顺性轮胎接地性能有明显改善。     

内燃机活塞拍击仿真分析

建立了活塞与缸体拍击的有限元模型,施加边界条件后进行了初步瞬态响应分析,发现缸体表面振动加速度仿真结果与试验吻合,验证了模型的正确性。基于此模型,分析了活塞在气缸内的运动规律,并分别研究了不同曲轴转速下的拍击力变化趋势、活塞销偏置量和活塞间隙对活塞拍击力的影响。结果发现:合适的负偏置和小的活塞间隙有利于降低活塞拍击力;在低转速时燃气爆发时刻的活塞拍击力占主要,高转速时燃气爆发时刻的拍击力相对不明显,为内燃机的性能改进提供了依据。     

内燃机活塞拍击现象建模与仿真

根据活塞在实际工作过程中的受力,建立了考虑润滑油膜阻尼和摩擦作用的活塞拍击现象集总参数非线性动力学模型.依据活塞和缸壁可能的九种接触情况,分别建立其动力学微分方程,并采用变步长四阶龙格库塔算法编程对模型进行求解.模拟仿真得到活塞在气缸中的运动模式、活塞水平位移、活塞转角和活塞对气缸壁的敲击力.分析得到:在做功行程,燃气爆发压力引起的连杆作用力水平分量和绕活塞销的转矩是引起活塞拍击的主要原因;在吸气、压缩和排气行程,活塞惯性力引起的连杆作用力水平分量和绕活塞销的转矩是引起活塞拍击的主要原因.     

内燃机机械噪声和燃烧噪声的识别分离

针对内燃机噪声识别问题,建立了数学模型并编制了相应的程序,在程序中加入作用全局阈值的小波变换降噪程序,保证程序的抗干扰性后,实现了燃烧噪声和机械噪声的频谱分离和A计权声功率级计算。以某CG125型摩托车发动机为例,通过构造包含不同干扰噪声的理论算例仿真识别,验证了程序的准确性和实用性。识别结果表明:分离前后的燃烧噪声和机械噪声的频谱吻合良好,A计权声功率级误差均小于0.6dB。     

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。