重型牵引车操纵稳定性优化设计

操纵稳定性是是现代高速汽车行驶性能的重要评价指标之一,其性能优劣直接影响整车的行驶稳定性以及驾驶安全性。该文在Adams创建车辆动力学模型、并进行模型可靠性验证、选取操稳工况及评价指标、最终进行敏感因素分析以及多目标协同优化,为整车数字样机正向开发提供参考,为正向设计及物理样机调教提供重要指导。通过对牵引车关键部件优化,操纵稳定性指标约能提升20%以上,优于对标车水平,对车辆市场竞争力提升具有重大意义。     

甲板上舰载机牵引系统的行驶特性分析

对甲板上飞机有杆牵引系统的行驶特性进行仿真分析.考虑舰船横摇、纵摇和垂荡3个自由度的耦合运动对牵引系统产生的惯性力,建立三自由度时变、非线性牵引车-飞机系统动力学模型.借助Matlab/Simulink以及多体系统动力学软件,研究甲板上牵引系统的行驶特性机理,给出牵引系统在不同海况、负载状况、行驶速度等条件下的表现特征.理论分析和仿真结果表明:海况以及负载是影响舰载机牵引系统行驶特性的主要因素.当系统以不同速度行驶时能够很快地达到稳定状态,即使在侧风扰动后,仍表现出良好的操纵稳定性.     

甲板上牵引车-直升机系统的稳定性控制

探讨了甲板上牵引车牵引直升机行驶时,通过主动控制牵引车后轮转向角来提高直升机牵引系统操纵稳定性的基本原理.考虑船体横摇、纵摇和垂荡3个自由度的耦合运动对牵引系统产生的惯性力,建立了包含转向子系统模型在内的3自由度时变、非线性牵引车 直升机系统动力学模型.针对直升机参数和海洋环境的不确定性,结合转向子系统特性,应用扩展后的反演变结构控制方法设计了牵引车后轮主动转向+前轮补偿转向控制器.仿真结果表明,变结构控制器在有效控制牵引车和直升机之间相对横摆角速度的同时,很好地跟随了理想模型,增强了牵引系统的操作性;并且控制系统能够很好地克服参数摄动和不确定的外界干扰对系统稳定性的影响.     

模糊PID无源稳定性分析

分析了非线性控制中经常使用的无源稳定性定理．介绍了模糊PID控制器的构造、实现以及与传统PID控制器的关系．将无源稳定性定理应用到传统PID控制器稳定性分析中，推导出PID控制参数的要求．最后利用模糊PID控制器与传统PID控制器的联系，进一步推算出符合稳定性要求的模糊PID控制器设计规则．给出具体实例，验证模糊PID系统稳定的参数范围．     

无杆飞机牵引车牵引力检测方法

为了获得无杆飞机牵引车牵引飞机前起落架时牵引力大小值,提出了在飞机前起落架受力形变处粘贴应变片的检测方法,根据A320飞机前起落架结构及受载特点建立有限元模型,针对无杆飞机牵引车牵引、顶推飞机直线运动工况进行静力学仿真,选出对弯矩敏感且受力集中的阻力前撑杆为应变测量部位,并采用特定全桥组桥方式进行优化布置,提高响应输出量且温度补偿,在载荷校准试验中,使用已标定过的传统牵引杆牵引、顶推飞机,试验结果表明:应变输出响应特性良好,通过对校准数据的分析,建立前起落架阻力前撑杆载荷与牵引力大小的函数关系,在无杆飞机牵引车实测试验中,利用校准系数换算间接得到符合直线运动工况变化规律的牵引力大小值.     

牵引车牵引运动的稳定性研究

在大负荷拖载行驶工况下,牵引车存在复杂的动力学特性。建立了14自由度车辆牵引力学模型,它包含地面附着系数与车轮滑转率的分段非线性关系。通过对牵引运动方程的当量线性化分析,运用李雅普诺夫一次近似理论,得到牵引车牵引稳定性的判定依据;并进一步绘制了车辆牵引运动临界稳定图,为车辆牵引运动稳定性控制研究提供了理论判据。     

基于模糊滑模直接横摆力矩的车辆横摆稳定性控制

为了避免车辆发生横向失稳的风险,根据四轮独立驱动电动汽车四轮驱动/制动力矩独立可控的特点,提出了一种具有上层控制器和下层控制器两层结构的模糊滑模直接横摆力矩控制策略。上层控制器采用模糊滑模控制器计算车辆总的需求横摆力矩,并对4个车轮纵向力进行分配。下层控制器将轮胎纵向力转化为对轮胎滑动率的控制,并通过控制4个车轮的力矩使轮胎纵向力得到实现。仿真结果表明,该模糊滑模直接横摆力矩控制策略在不同的附着路面条件下都能保证车辆的横向稳定性,并能削弱传统滑模控制器造成的系统抖振。     

基于ADAMS的舰载机起落架摆阵稳定性仿真分析

针对航母舰载机着陆过程中的一定振动问题,首先研究了支柱的耦合角度、结构扭转和侧摆的柔性,并结合刚柔耦合理论研究了轮胎的耦合系数和地面作用特性。然后根据动力学原理,建立了航母舰载机前起落架的摆振动力学方程。此外,运用CATIA 3D建模和ADAMS动力学仿真分析建立舰载机起落架数字样机仿真模型。以起落架轮胎的刚度和阻尼材料参数为研究对象,得到了不同阻尼模式和不同承载条件下的扭转、侧坡自由度、应力变化的时间响应曲线。比较了各种吸振阻尼材料在刚柔耦合作用下的影响,以及相互组合后的材料对阻尼吸振器的影响。研究结果显示,航母舰载机飞行器的仿真效果平稳,无振动。线性吸振阻尼和方形吸振阻尼具有更好的阻尼吸振效果,可以更快地吸收和耗散摆振的振动能量,从而不会产生过大的阻尼扭矩。     

轮毂电机驱动汽车横摆侧倾稳定性联合控制

为提高电动汽车的空间稳定性,开展基于轮毂电机和主动悬架的整车横摆-侧倾运动联合控制.分析了轮毂电机差动驱动联合主动悬架控制对车身横摆-侧倾运动的影响,制定了空间稳定性协同控制策略.以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量,设计了基于参考模型的横摆稳定性控制器;以方向盘转角和侧向加速度为状态变量,设计了基于主动悬架侧倾抑制的前馈控制器;以侧倾角速度和侧倾角为状态变量,设计了基于反馈最优控制的侧倾稳定性控制器.建立了四轮驱动转矩和主动悬架力/力矩协调分配规则,通过联合仿真验证了控制策略的有效性.研究表明,轮毂电机差动驱动具有横摆稳定性控制能力和一定的侧倾辅助控制效果,联合主动悬架控制可以改善车辆的横摆-侧倾运动状态,大幅提高整车的空间稳定性.     

车辆横摆稳定性的模糊控制

提出了一个模糊逻辑控制方法来提高车辆的横摆稳定性.差动制动产生适当的横摆力矩使车辆横摆角速度和质心侧偏角跟踪其期望值,同时利用3自由度模型对质心侧偏角进行了估计.采用7自由度非线性车辆模型在不同转向操纵条件下进行了仿真.仿真结果验证了所设计的模糊控制器的有效性.     

PG-15型节制杆式台车试验系统的稳定性和重复性

介绍了节制杆式台车试验系统的基本原理，从对节制杆式台车试验系统建立的动力学方程的稳定性入手，运用动力自治系统的稳定性性质，分析了影响控制方程稳定性的因素，如初速和节制杆式台车试验系统的结构参数，给出了重复性的基本定义和计算公式，计算了不同初速下台车的加速度曲线并进行了对比，结果表明两曲线相似且差别很小，具有良好的稳定性，通过台车碰撞模拟试验，得到了模拟加速度曲线，与实车碰撞加速度曲线接近，说明台车碰撞模拟试验真实，能稳定地再现汽车碰撞的动力学过程，理论和试验结果表明，在许可范围内该系统具有良好的稳定性和重复性。     

基于改进LQR方法的汽车横摆稳定性控制研究

为提高极限工况下汽车行驶的横摆稳定性,提出了一种改进的LQR横摆稳定性控制方法,考虑了路面附着极限的影响。在轮胎特性处于线性区域时,以二自由度线性模型作为参考模型,其稳态横摆角速度及质心侧偏角作为理想状态,当轮胎特性处于非线性区域时,以由路面附着系数决定的横摆角速度作为理想状态。根据线性二次型调节器(LQR)理论计算出维持汽车稳定所需要施加的附加横摆力矩。最后利用所建立的七自由度非线性模型,在正弦转向输入以及单移线工况下对控制方法进行了仿真验证,结果表明所设计的算法能够合理地控制横摆角速度及质心侧偏角,提高行驶的横摆稳定性。     

后驱全电独立驱动-制动电动车横摆稳定性控制

考虑基于传统液压制动的横摆稳定性控制(YSC)应用于全电独立驱动-制动电动车受到的限制和电子机械制动(EMB)应用于电动车的优势,提出了基于全电耦合制动和遗传PID算法的YSC控制方案,基于Matlab/Simulink搭建了仿真平台,通过阶跃路转向工况进行了验证。仿真结果表明:无YSC控制时,整车会因横摆角速度过大而失稳;有YSC控制时,整车横摆角速度被控制在目标值附近,整车未失稳。在控制过程中,EMB工作时间减少3.93s,占总工作时间的88.9%;最大制动力矩需求可减小495N·m,占总制动力矩的67.6%,这为优化EMB提供了途径。另外,控制过程中除减少了EMB能耗外,后左和后右轮毂电机系统可回收能量31.25kJ,节能效果显著。此项研究可为优化EMB制动和进一步减少电动车整车能耗提供新思路。     

基于线控制动系统的车辆横摆稳定性优化控制

对带有线控制动系统(brake by wire,BBW)的车辆进行研究,提出了一种横摆稳定性优化控制策略.以二自由度单轨车辆模型为参考模型,利用比例-积分(proportionalintegral,PI)控制算法求出附加横摆力矩.由所计算出的车辆附加横摆力矩、方向盘转角来识别驾驶员转向意图和车辆实际行驶特性,通过广义逆法和数学归划法相结合的方法将附加横摆力矩分配到作用车轮上,由线控制动系统采用主缸定频调压法对各轮缸的目标液压力进行跟踪控制.硬件在环试验结果表明,该控制策略能够有效地保证车辆在高附和低附路面工况下的横摆稳定性.     

无孔型轧制时轧件稳定性的研究

本文对无孔型轧制时的轧件稳定性问题进行了实验研究,分析了入口处导板对轧件稳定性的影响。在考虑入口处导板扶持轧件的情况下,研究了轧件稳定性随导板间隙系数、压下量、轧件高宽比以及轧件鼓形率等参数变化的规律。通过多元逐步回归分析,得到了轧后轧件最大歪斜的计算公式,由此推导了保证轧件稳定性条件时入口导板间隙系数的允许值。     

基于Dark Aeyels定理的非线性PID控制稳定性分析

针对非线性PID控制系统的稳定性提出一种工程近似判据。引入Dark Aeyels定理并进行了简要的分析;利用该定理对非线性PID控制器和线性PID控制器的稳定性进行了比较分析,得到了一个非线性PID控制系统稳定性的近似判据,该方法有效克服了常规稳定性分析方法的保守性;利用这一结果对PID控制参数进行了仿真检验,证明了判据的工程有效性。     

基于横摆力矩的汽车制动稳定性模糊控制

为避免汽车在对开路面制动时出现跑偏或侧滑等危险工况,提出了一种利用横摆力矩方法控制汽车制动稳定性的控制模式,设计了模糊控制器,按照所确定的控制策略进行了仿真。仿真与试验结果对比表明,利用所提出的汽车制动稳定性横摆力矩模糊控制方法,能减少汽车在路面附着系数相差较大的对开路面制动时的侧滑和激转,并使汽车在制动偏驶后能快速恢复到预期行驶车道,避免了汽车制动力不平衡引起的危险工况。     

重型汽车横摆稳定性的差动制动模糊控制方法

针对重型汽车研究了横摆稳定性差动制动模糊控制方法,以横摆角速度和质心侧偏角为控制目标,利用差动制动产生适当的横摆力矩,提高车辆的横摆稳定性。根据具体车型建立了重型汽车的虚拟样机整车模型,并利用Matlab/Simulink搭建了差动制动模糊控制系统,通过ADAMS-Matlab联合仿真分析了不同车速、制动减速度、路面附着系数和转弯半径下的车辆响应。结果显示,应用差动制动模糊控制方法,在各种工况下均能使车辆的横摆角速度、质心侧偏角和侧向加速度明显减小,且制动减速度、转弯半径越大控制效果越明显,在低路面附着系数下也能达到明显的控制效果,表明该方法可有效提高重型汽车在转向操纵下的横摆稳定性。     

四轮独立驱动电动汽车转向稳定性的横摆力矩控制

针对四轮独立驱动电动汽车转向稳定性的横摆力矩控制问题,建立了七自由度整车模型和Dugoff轮胎模型.基于滑模控制理论,选择质心侧偏角和横摆角速度两者为联合控制变量,并以汽车车速和路面附着系数为输入,运用模糊控制理论确定联合控制变量的联合控制参数,设计了四轮独立驱动电动汽车转向稳定性的横摆力矩控制策略.在Matlab/Simulink环境下选取不同车速、不同路面附着系数进行了连续转向行驶和突然转向行驶的仿真分析.结果表明,所设计的控制策略能够将质心侧偏角和横摆角速度控制在稳定范围内,使车辆在任意转向行驶工况下保持稳定,最大限度地提高轮毂电动汽车的转向稳定性.     

线控制动系统车辆制动与横摆稳定性协调控制

针对装有线控机械制动系统的车辆的制动稳定性控制问题,在MATLAB/Simulink中建立七自由度车辆动力学模型及线控机械制动系统模型,提出一种兼顾制动效能与横摆稳定性协调控制的车辆制动力分配策略;该策略采用分层控制结构,运用滑模控制和模糊控制理论设计顶层控制器,主要负责纵向目标制动力及横向目标横摆力矩的求取;底层控制器运用二次规划方法,以轮胎利用率为目标优化函数,使用有效集算法求解目标函数,在车辆制动时完成目标纵向力与横摆力矩协调分配,进而达到横、纵向协调最优控制的目的;运用MATLAB/Simulink与Carsim在对开路面上进行改变制动意图的工况联合仿真。结果表明,所提出的车辆制动力分配策略能够在保证车辆制动效能的前提下同时满足车辆横摆稳定性控制要求。