汽车悬架优化综述

本文针对含有球铰和衬套的汽车悬架控制臂优化设计进行了分析综述,确定了控制臂优化设计模型。根据分析,在采用了基于拓扑学知识的综合框架优化技术的悬架控制臂设计后,使控制臂的优化方向更为准确、工况载荷计算更加精确。采用该设计思路可以保障汽车行驶的安全性,从而提高驾驶者的行驶质量。     

大型喷杆运动模拟器设计与田间工况复现试验

针对喷雾机田间作业工况开展了喷杆运动模拟平台Stewart并联机构的设计,确定了平台的性能指标(最大负载、幅值、频率)和机构运动学参数(铰关节位置、驱动腿行程、工作空间等),通过MATLAB和ADAMS建模与运动仿真,验证机构设计参数的合理性,并设计了6个伺服电动缸的分布式控制系统及上位机软件,搭建了六自由度喷杆运动模拟平台.通过正弦轨迹跟踪试验和扫频测试数据可知,模拟平台可以实现10.0 Hz以下时域波形的复现,并准确获取了28 m喷杆摆式悬架的频响特性.同时,使用基于双GPS辅助惯性姿态测量系统,采集喷雾机在农田作业时运动姿态数据,通过五点三次平滑预处理和低通滤波处理,在六自由度运动模拟器上进行了10.0 Hz以下田间运动时域全波形复现,动平台滚转角均方根误差为0.297 0°,垂向位移均方根误差为15.7 mm.     

基于Udwadia-Kalaba理论的悬架零部件动态载荷计算方法

以轮心六分力作为输入,研究了基于Udwadia-Kalaba理论的悬架零部件动态载荷计算方法.以五连杆后悬架作为建模对象,建立了悬架系统动力学模型,并将系统总约束力进行分解,得到各部件所受动态载荷的解析表达式.与传统拉格朗日建模方法相比,该方法无需借助拉格朗日乘子,降低了建模复杂程度.为验证方法的正确性,将数值计算结果与传统建模软件Adams/Car仿真结果进行对比,结果表明:该方法准确、高效,计算所得动态载荷与Adams/Car仿真结果均具有较好的吻合性;最后将该方法应用到实车试验中,进行了某SUV后悬架的动态载荷预测.     

空气悬架电控系统的参数自整定模糊控制

以微型客车四分之一车辆模型为被控对象,分析了空气弹簧的特性,提出了参数自调整模糊控制策略。设计了一套功能优良的汽车空气悬架电控装置并进行了模拟实验,实验结果表明,该方法能够有效地降低车身垂直加速度,改善车辆的综合性能,提高了小型客车行驶时车辆的平顺性。     

四轮独立减振车辆分层建模与控制

考虑到路面垂向不平度和由轮胎效应所产生的侧向激励,选取14个自由度传统整车模型为背景,通过对簧载质量空间受力分析,研究整车垂向、侧向、俯仰角、侧倾角和横摆角等5种运动及其与垂向、侧向各4个1/4车辆系统间的动力耦合定量关系,形成由各个相对独立的1/4车辆集合而成的分层并行模型,提出四轮独立减振车辆概念。以上述推导的耦合关系作为上层,各个1/4车辆为底层控制单元,借助Matlab中成熟的鲁棒控制策略进行验证。结果表明：由于实现了4个1/4车辆振动控制量的并行解算,加快了系统响应,改善了车辆乘坐舒适性和行驶平稳性,为四轮独立减振车辆今后应用于汽车领域奠定理论基础。     

扩展零力矩点在车辆俯仰控制评价及主动控制中的应用

为了改善车辆俯仰特性,对车辆俯仰运动的指标及其悬架控制进行了研究.以某型号SUV为例,针对目前尚未出台相关的俯仰特性评价指标的问题,并考虑到路面坡度对俯仰特性的影响,将扩展零力矩点的概念引入到车辆的俯仰评价体系中,通过对车辆俯仰模型中扩展零力矩点位置的推导,得到俯仰效果评价指标,即俯仰评价指数XEZMP.在Adams/Car建立了整车动力学模型,设计了以XEZMP为控制目标的主动悬架PID控制器,采用联合仿真验证了控制的效果.结果表明:相比于被动悬架,主动悬架显著抑制了车身俯仰角、车身俯仰角速度以及XE Z MP的变化,改善了车辆俯仰特性;俯仰评价指数XE Z MP能合理地评价车辆俯仰特性.     

基于值域博弈的主动悬架系统H_∞可拓控制

建立7自由度整车主动悬架系统模型,并设计H_∞控制器。在此基础上,选取特征量,划分三种不同的值域,经过关联函数计算,建立其H_∞可拓控制器;在不同方案下以经典域和可拓域为博弈双方构造博弈矩阵,获得值域划分纳什平衡点,采用模糊控制规则动态整定可拓域和经典域边界,优化悬架H_∞可拓控制系统的控制性能。最后利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,并对其仿真结果进行比较.仿真结果表明,H_∞可拓控制较H_∞控制能更好地改善主动悬架性能,而通过值域博弈的H_∞可拓控制器进一步提高了悬架系统的控制性能。     

纯电动汽车悬架系统设计与平顺性分析

针对在改装某款纯电动汽车时出现的由于车身质量与质心位置发生变化,而导致悬架与车身匹配程度降低,使车辆的操纵稳定性与行驶平顺性受到破坏的问题,以机械动力学软件ADAMS为平台,对前悬进行建模以及优化,对比优化前后的整车行驶平顺性,以验证平顺性得到改善。试验结果表明,整车的行驶平顺性得到改善。该方法可以缩短电动汽车研发时间、节约研发经济成本,对设计采用传统汽车悬挂系统的电动汽车有一定参考价值。     

轻量化电动汽车后悬架优化设计

运用ADAMS/Car建立了某轻量化电动汽车的双连杆后悬架运动学模型,进行悬架双跳仿真试验,分析了后轮定位参数与轮距的变化范围。对于变化范围过大的定位参数,采用ADAMS/Insight分析部分硬点坐标对悬架参数的影响,从而进行硬点优化设计。优化后,由车轮跳动所引起的前束角和外倾角的变化范围得到减小,悬架的运动学性能得到明显提升。     

基于响应点计算的悬架效率分析

悬架效率指悬架功率与发动机功率的比值。响应点是车辆在不平路面行驶,由于速度过高,发生脱离路面的抛物线运动后,再落到路面瞬间对应的位置。通过受力分析、运动学分析与坡度分析的结合,计算出响应点。由于利用传统受力分析和动能定理计算发动机在单轮上消耗功率的复杂程度高,进而提出功率键合图方法。利用功率键合图理论得到悬架的键合图模型,并据其求得单轮悬架功率和悬架效率的分析公式,提出了利用悬架效率值评定悬架耗能情况的方法。