车速变化对车辆平顺性的影响

为研究车速变化对车辆平顺性的影响,建立了考虑车速变化时纵向惯性力影响与白噪声频率时变的路面随机输入1/2车悬架动力学模型.其中,白噪声频率时变的路面输入模型是利用Matlab/Simulink软件的Lookup Table模块,针对实时的车辆行驶距离对空间路面随机激励模型查表来获得.数值仿真结果表明:车速变化对轮胎动变形、簧载质量加速度及车身俯仰角加速度指标基本没有影响,但使悬架动挠度指标明显变差,且车速变化越剧烈及悬架刚度越小,上述现象越明显.采用减小车辆质心至0.8倍与增大悬架刚度至1.1倍的改进时,牺牲簧载质量加速度指标6.96％和车身俯仰角加速度指标0.89％,可使前后悬架动挠度指标分别得到20％与17.6％的明显改善.     

馈能型悬架潜力研究及其敏感性分析

从路面不平度统计特性的理论出发,结合悬架运动传递方程,推导了悬架的能量耗散功率,得出路面等级、车辆行驶速度与悬架能量耗散呈线性关系.并通过数值分析,得出一定条件下车辆悬架能量耗散功率与路面等级的数值关系.提出了仅与悬架运动参数相关的悬架能量耗散因子,并对悬架能量耗散因子进行了敏感性分析,得出在选定的参数范围内,车轮刚度与悬架能量耗散因子成线性关系且近似相等,非簧载质量对悬架能量耗散因子的影响非常小可忽略,而簧载质量、阻尼系数与悬架刚度对悬架能量耗散因子没有影响,最后总结出悬架能量耗散功率的理论模型.     

汽车悬架液压减振器热机耦合动力学模型

针对汽车悬架液压减振器建立了由路面不平度激励模型、非线性悬架振动模型、考虑温度影响的减振器阻尼力试验数据模型、减振器热动力学模型子模型组成的耦合动力学效应的理论分析模型.通过减振器阻尼力特性试验数据建立了考虑温度影响的非线性阻尼力试验模型,利用减振器发热特性试验数据辨识了减振器热动力学模型参数.利用所建立的耦合动力学理论模型预测了减振器温度上升动态过程,并进行了影响因素的仿真分析.研究表明,减振器的热机耦合效应在高速行驶和较差路面条件下表现突出,而在低速或者良好路面条件下不明显;行驶车速、路面等级、环境温度与减振器周围空气流动速度、悬架非簧载质量、减振器壳体换热面积对减振器发热平衡温度高低具有很大影响,而悬架等效刚度、簧载质量和减振器壳体比热容参数对之影响很小.     

基于整车的半主动油气悬架滑模控制研究

以提高平顺性为目的,针对油气悬架整车设计了以天棚阻尼为参考模型的滑模控制系统,对4个悬架的阻尼力分别进行控制,建立了非线性半主动油气悬架的七自由度整车模型,使被控车辆振动响应能够跟随参考模型.在Matlab环境中对滑模控制系统的性能进行了验证,仿真车辆以54km/h的速度行驶于D级路面,与被动油气悬架相比,模型参考滑模控制系统能够有效衰减簧载质量的垂向振动、俯仰振动和侧倾振动.结果表明,基于油气悬架整车的模型参考滑模控制系统对路面激励和车辆参数变化具有较强的鲁棒性,适合应用于非线性油气悬架阻尼控制.     

整车模型被动悬架的建模与仿真分析

基于系统动力学理论建立了含被动悬架的整车动力学模型。在MATLAB／Simulink中,集成以白噪声——积分器产生的地面输入,前、后、左、右悬架非簧载质量模型和整车运动模型最终实现被动悬架特性仿真的软件建模。通过对仿真实验结果的分析,验证了被动悬架的整车动力学模型和相应的仿真模型的可行性,为悬架参数设计和优化提供了技术基础。     

互联式空气悬架动态特性试验研究

将传统空气悬架的空气弹簧通过管路互联,使空气弹簧间可以进行气体交换,构成互联式空气悬架。空气弹簧的互联改变了悬架的刚度,通过合理地控制可进一步提高空气悬架的性能。先分析互联式空气悬架的结构与工作机理,然后搭建其半实物模型及其动态特性测试系统。试验结果表明,空气悬架的"侧向互联"可降低簧上质量在中频段(5~9 Hz)的垂向加速度、车身侧倾角与质心附近的侧倾角加速度;但使得该频段内的悬架动行程增加。当振幅较小时,互联式空气悬架对车辆性能各项指标的改善变弱。在分析试验结果的基础上,总结了互联式空气悬架在设计过程中需要遵循的规律,得到的相关结论将为互联式空气悬架的设计和应用提供理论参考。     

非公路车辆簧载质量实时估计

针对非公路车辆簧载质量估计问题,提出了一种采用油气弹簧气压测量与车体在线姿态测量相结合进行实时簧载质量估计的方法.建立了基于单筒式油气弹簧的整车7自由度振动模型,利用带遗忘因子的递推最小二乘估计方法对簧载质量进行估计,并以D级道路作为仿真激励进行了仿真实验.研究了递推最小二乘估计中遗忘因子、滤波器参数及车速等因素对质量估计性能的影响,结果表明所提出的质量估计方法具有良好的准确性和实时性.      

1/4车辆磁流变悬架非线性振动分析

采用非线性Bingham模型,研究基于磁流变阻尼器的1/4车辆悬架的非线性振动特性.在合理假设的基础上,首次得到简谐激励下悬架簧上和簧下质量的非线性振动响应,并给出磁流变阻尼车辆悬架的簧上和簧下传递系数的理论解,并用数值模拟的方法验证了理论分析的正确性.     

互联空气悬架对整车振动性能的影响

以互联空气悬架为研究对象,通过搭建整车试验台架研究不同互联模式下车身加速度频率响应,综合车辆动力学、工程热力学和流体力学理论,建立集成非互联、横向互联、纵向互联和四角互联的互联空气悬架整车动力学模型,仿真研究互联模式对车身固有频率的影响,从频域和时域2方面研究互联模式在C级路面,车速为60 km·h~(-1)工况下的车身加速度响应规律.结果表明:与非互联模式相比,互联空气悬架车辆在正弦对扭激励下,前左簧上质量加速度均方根值在中低频为0.5~7.0 Hz时均有不同程度的改善,横向互联和四角互联模式能降低侧倾角固有频率,纵向互联和四角互联能降低俯仰角固有频率,在随机路面激励下3种互联模式下乘坐舒适性均得到提升.     

交互式多模型卡尔曼滤波的车辆悬架系统状态估计

针对车辆悬架状态无法准确估计的问题,设计了自适应交互式多模型卡尔曼滤波(IMMKF)状态观测器.首先,建立了标准路面激励模型与四分之一线性化悬架模型;然后,利用递归最小二乘方法与IMMKF理论,设计了不同工况下广义悬架模型自适应IMMKF状态观测器;最后,分析了在标准C级路面激励工况下簧载质量变化对悬架系统状态估计的影响.仿真与台架试验结果表明,在簧载质量变化工况下,所设计的自适应IMMKF状态观测器与传统卡尔曼滤波状态观测器相比其估计精度至少可以提高20%.     

油气耦连悬架系统的建模与仿真研究

针对车辆轮荷的显著差异会降低车辆的平顺性和驱动能力这一问题,提出了一种油气耦连悬架系统.首先介绍了该系统的结构和原理,并在Matlab/Simulink下搭建了其动力学模型,最后将该模型与车辆动力学仿真软件Carsim进行联合仿真,在不平路面下对是否装有该耦连悬架系统车辆的侧倾角、不足转向度、发动机输出功率等指标进行仿...     

三轴车辆连通式油气悬挂系统的综合特性

为了探讨油气悬挂系统连通方式与整车操纵稳定性和行驶平顺性的关系,针对三轴车辆油气悬挂系统的6种连通方式进行研究。在双气室油气悬挂系统仿真分析和实验验证的基础上,利用ADAMS和AMESim建立各种不同连通方式的油气悬挂系统整车联合仿真模型,主要讨论了各连通方式的油气悬挂系统垂直、侧倾以及俯仰的刚度和阻尼特性。仿真研究结果表明,各连通形式中L3型油气悬挂系统综合特性更好。     

整车油气悬挂系统性能实验台

为了模拟车辆侧倾运动、俯仰运动及垂向运动,通过使用Pro/E三维软件开发设计了整车油气悬挂系统的测试平台。该实验台可用于分析在多种不同工况下油气悬挂系统的整车耦合特性,并研究油气悬挂缸安装角度对悬挂系统性能的影响。通过ADAMS和AMESim的联合仿真,验证了实验台设计的合理性与可行性。     

汽车油气弹簧非线性数学模型及特性

以某工程车用油气弹簧为研究对象,考虑了油液的可压缩性、刚度的非线性及活塞与液压缸壁之间的动摩擦力等因素的影响,建立了油气弹簧非线性数学模型,并对不同激振频率和幅值的油气弹簧进行仿真分析。仿真曲线与试验数据的比较结果表明,两者基本吻合,从而验证了油气弹簧数学模型是正确的。基于建立的油气弹簧数学模型,分别对油气弹簧的刚度频率特性、不同速度时的阻尼特性以及不同流量时阻尼阀进出口处的压力差进行了仿真分析。     

基于侧倾中心的悬架导向机构模型

根据导向机构的功能,建立以侧倾中心理论为基础的导向机构传力模型,通过侧倾中心计算悬架导向机构传递给车体的力;建立悬架K&C特性修正模型,利用悬架K&C试验数据对车轮的位置和姿态进行修正.编写了14自由度整车模型的仿真代码,将所建立的悬架模型嵌入到整车模型中,建立某A级车的整车模型,通过对比仿真结果与场地试验数据,验证了模型的有效性.对此模型进行了操纵稳定性工况的仿真,以方向盘角阶跃输入工况为例,分析了导向机构模型对整车运动的影响.结果表明:通过仿真可以得到悬架K&C特性参数中对整车运动影响较大的参数及其影响趋势,从而对汽车开发过程中的悬架结构参数的确定起到指导作用.     

液压互联悬架关键参数对车辆频响特性的影响

针对液压互联悬架设计参数影响车辆动力学响应的问题,建立整车7自由度机械-液压耦合动力学频域模型,推导了侧倾与俯仰角加速度、垂向加速度与轮胎动载荷的频域响应函数,分析液压互联悬架系统油压、蓄能器体积、前后液压作动器上下腔面积差与面积比等参数对车辆动力学特性的影响.仿真结果表明,油压与蓄能器体积对车辆频域响应的影响呈现相反的相关性,作动器上下腔面积差对频域响应的影响较大,上下腔面积比仅对侧倾角加速度和轮胎动载荷功率谱有明显影响.最后,进行样车性能试验,仿真与试验结果的误差较小,关键参数对车辆频率响应特性的影响趋势具有较好的一致性.     

基于油气悬架的越野车辆三级阻尼可调技术研究

针对某型越野车辆设计了三级阻尼可调油气悬架,在对其结构和工作原理进行分析的基础上,建立了阻尼数学模型.通过仿真分析、台架试验及实车平顺性道路试验检验,表明所建立的阻尼数学模型是正确的.该三级阻尼可调油气悬架可用于实车,并能有效提升某型越野车辆的行驶平顺性.     

车辆油气悬架动态特性识别

基于车辆系统油气悬架的动态模型,建立了神经网络模型来识别油气悬架的动态力。将小波变换应用于油气悬架信号的提取,通过小波的分解与重构有效地去除了噪声信号,为油气悬架系统设计提供了理论依据。     

基于微分几何法的半主动油气悬架LQR控制

为了对某工程车辆半主动悬架的油气弹簧进行有效控制,分析了油气弹簧弹性力和阻尼力的非线性特性,建立了车辆半主动油气悬架非线性动力学模型.提出了应用微分几何理论并经过非线性状态反馈变换的方法,对半主动悬架非线性系统进行精确线性化,利用线性二次型调节器实现了非线性状态反馈最优控制,并用Matlab/Simulink编程进行仿真实验.仿真得出半主动油气悬架与被动油气悬架相比,显著地提高了车辆的平顺性.研究结果表明此方法可为车辆悬架控制的研究提供参考.