基于仿真计算的汽车发动机罩改进设计研究

利用有限元方法对某车型在50km／h的速度下正面碰撞刚性墙的过程进行计算机仿真，结果发现发动机罩铰链发生断裂失效，试验结果与仿真结果一致，发动机罩铰链断裂将严重影响到驾驶员及乘员的安全，另一方面也降低了发动机罩变形吸能的能力。根据仿真计算结果，对发动机罩及铰链进行结构和材料两方面的改进设计，从而保证铰链在整车碰撞过程中不再发生断裂，同时也改善了发动机罩的变形吸能模式，进而有效地增强了车身的安全性能。     

多级组合发动机混合动力电动汽车燃油经济性的数值模拟

提出了多级组合发动机的概念,并将其作为混合动力电动汽车的动力。与常规混合动力电动汽车相比,在欧洲NEDC、美国HWFET和日本1015汽车循环中,最高燃油经济性分别提高8.09%、9.69%和3.5%。在不同的电池组初始充电状态和不同的多级组合发动机功率比的情况下,对其进行了燃油经济性和发动机平均效率的模拟。模拟结果表明:考虑结构设计的复杂性和经济性,与传统动力相比,以等功率比的双级组合发动机作为混合动力电动汽车动力更为合理,更具可行性。     

地板下结构参数对民机适坠性的影响及优化

为了确保乘员在可生存事故中存活,民机结构必须具备适坠特性.适坠性设计的关键部位为客舱地板以下结构,包括底框、行李舱底部结构和行李舱支柱三个元素.对民机典型机身结构进行了简化,利用LS-DYNA3D建立了1/4缩比动力学仿真模型,考察了行李舱支柱位置、角度及行李舱高度变化对机身坠撞特性的影响.以改善机身适坠性能为目标对地板以下结构参数进行了综合优化,优化过程采用基于均匀试验设计的Kriging近似模型,大大降低了动力学优化的计算代价.优化结果表明合理选择行李舱支柱位置、角度及行李舱高度参数可以有效改善民机机身结构的适坠性能.     

大客车侧翻安全性多目标优化

建立某大客车的侧翻有限元模型,仿真结果表明,其初始设计无法满足侧翻法规要求,需要进行优化设计。为克服碰撞分析的高度非线性给优化造成的困难,结合均匀实验设计、响应面方法和逐步回归技术建立该客车的侧翻响应面替代模型,并以车体质量最小,车身结构吸能最大为目标函数,以满足侧翻法规为约束条件,采用NSGA-II算法进行多目标优化设计。对优化方案进行有限元仿真验证,结果表明,优化方案不仅使该客车满足了ECE R66法规的要求,而且减小了车体总质量,同时增加了车身结构的吸能,有效地提高了侧翻安全性。     

车辆起步过程发动机恒转速自适应模糊控制研究

车辆起步发动机恒转速控制是一种有效的起步控制策略,如何实现发动机转速跟随目标转速曲线变化以提高起步性能是一个难点.针对这一问题,制定了离合器接合控制原则,设计了以发动机转速及其目标转速、离合器行程为控制参数的自适应模糊控制及相应协调规则构成的控制系统.仿真试验表明在不同工况下该控制策略均能保证发动机基本无超调地达到目标转速,实现了发动机恒转速起步,离合器滑摩功小,能够反映驾驶员起步意图,提高了车辆起步性能.     

轻度混合动力AMT系统经济性换挡规律优化

装备机械自动变速器(AMT)的混合动力车辆驱动系统包含了发动机、电机和电池以及传动系统,不能按照传统AMT车辆的方法制定其换挡规律.在综合考虑发动机、电机的工作性能以及电池荷电状态的基础上,以燃油经济性能为目标,提出了装备机械自动变速器的轻度混合动力车辆电动机部分助力时的能量分配策略和经济性换挡规律,并进行了仿真.结果表明,采用新的经济性换挡规律,能更加有效地发挥混合动力车辆的性能,提高燃油经济性.     

全地形四轮车结构振动特性实验与仿真

全地形四轮车(ATV)车架挂发动机的结构动态特性好坏很大程度上决定其整车振动舒适性,但目前没有一种简单、有效且通用的ATV车架挂发动机有限元建模方法。通过对多款ATV结构动态特性的计算和实验分析,提出了分析ATV车架挂发动机结构动态特性的一种简单且具有通用性的有限元建模方法——把发动机简化为具有质量和转动惯量的0维质量单元,在车架上发动机的悬挂位置创建多点约束单元,然后通过MSC.Nastran中的beam单元将多点约束单元与集中质量单元连接起来,以模拟车架与发动机的连接方式。考虑到试验测量发动机惯性参数时受其内部运动部件及机油量等的影响,分析了发动机转动惯量在实测数据的基础上同时减少和增加5%时,对所提出的有限元建模方法分析车架挂发动机动态特性的影响。结果表明所提出的建模方法仍然可以保证对车架挂发动机结构动特性的分析在工程参考误差范围内。该建模方法对于ATV的设计和开发具有简易性和通用性,可在产品设计和改型阶段就能了解车架挂发动机的结构振动特性,提高了产品的开发能力,节约了大量的时间和成本。     

并联混合动力汽车扭矩协调控制策略仿真研究

对于使用机械式自动变速器(AMT)的并联式混合动力汽车(PHEV),能量管理策略的实现需要对发动机、电机以及离合器和变速箱进行协调控制,为此,建立一个分层控制系统来管理整车的能量分配和实现整车的能量分配策略。能量管理策略的实现层以改善车辆行驶平顺性和减小离合器磨损为目标,协调控制动力和传动系统,实现能量管理层需要的扭矩分配、工作模式切换以及换档等要求。在Matlab/Simulink环境下建立了并联式混合动力汽车动力传动系统的仿真模型,通过仿真进行控制策略的辅助设计并验证了控制策略。当前开发的控制策略已经应用于实车,试验结果表明了控制系统和控制策略的适用性。     

某轮式车辆传动系统结构强度分析仿真

主要研究某特种轮式车辆传动系统结构强度的有限元分析仿真，并根据仿真结果，进行关键部位的结构改进。该系统由发动机、离合器、传动箱、变速箱和分动箱等组成，其结构非常复杂，首先建立传动系统的有限元仿真理论模型，进行复杂的有限单元划分，然后正确施加边界条件，进行结构强度分析及振动模态计算。最后根据仿真结果，针对系统结构强度薄弱部位提出有效的改进措施，为传动系统的现代结构设计与可靠性提供理论依据。     

具有离合器的双机械端口电机系统仿真

双机械端口电机(Dual Mechanical Ports Electric Machine,DMPM)是一种具有两个机械端口和两个电气端口的新型电机,基于该种电机的混合动力系统能够实现电力无级调速,已成为混合动力汽车研究领域中的一个热点。深度混合动力系统中的双机械端口电机内外转子之间设计一离合器,当内燃机工作在高效区时,离合器闭合,能量直接从发动机传递到驱动轴,提高效率。在分析整车工作模式、双机械端口电机和离合器数学模型的基础上,基于Matlab/Simulink/Stateflow建立了集DMPM、离合器、内燃机、控制器和整车为一体的仿真平台,经过对FTP75工况仿真表明:建立的仿真平台可以实现整车工作模式的模拟,同时对发动机启停、离合器闭合的动态过程进行实时仿真,对控制策略的仿真验证,减少调试和实验时间。     

固体小运载的制导方案设计与仿真

巨大的小卫星发射市场吸引着国内外竞相研制低成本的固体小型运载火箭。通常的运载火箭是液体，但固体不象液体，其推力大小取决于装药设计，因此不可控，且推力实际值与标称值的偏差也较大，如果发射条件受限制，要约束重量，通常固体火箭耗尽关机，三级也可能自旋稳定，由此带来了制导技术的问题。研究工作较有效地探索了一种固体小运载的制导方案设计问题，进行了算例仿真，作了精度和稳定性的验证研究，结果表明该制导方法可行，稳定性较好，对固体发射小卫星的制导有一定的参考意义。     

航空发动机旋转失速和喘振的动态面控制

针对航空发动机的旋转失速与喘振问题,设计了一种动态面控制方法。新方法控制算法简单,克服了Backstepping 方法算法复杂的缺点,并且保留了传统反馈线性化方法中被抵消的有用非线性项;控制器结构单一,当失速情况存在时,控制器的结构与不考虑失速情况时完全一样,仅需更改的是控制器参数的大小;需要的模型信息较少,仅需知道压气机特性包线和Greitzer 稳定参数的上界,而无需对失速振幅信号进行测量;基于Lyapunov 稳定性理论和数值仿真结果表明了闭环系统的稳定性。     

重型汽车离合器接合的变结构串级双环控制

通过重型汽车起步动态模型的分析,指出当在起步过程中保持发动机转速不变时可以根据驾驶员的意图对离合器的磨损以及驾驶员舒适性进行综合优化。着重分析了离合器接合点前后的冲击,根据分析结果提出了变结构串级双环控制发动机恒速的起步控制算法,针对离合器操纵系统的非线性,加速度环采用单神经元自适应 PID 控制算法。为验证算法的性能,建立了车辆起步过程仿真模型。仿真实验表明采用该算法可提高的起步过程的性能。     

燃料电池汽车动力系统动态数学模型

建立了用于燃料电池汽车功率平衡控制算法设计的动力系统动态数学模型。该数学模型包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组。采用最小二乘参数辨识方法对模型中的未知参数进行了估计。基于所建立的数学模型通过设计线性二次型调节器建立了基于状态反馈的燃料电池汽车动力系统功率平衡控制算法。离线仿真和转鼓测试结果证明：所设计的控制算法达到既定的控制目标，从而证明所建立的动力系统数学模型用于控制算法的设计可行。离线仿真同实测数据对比证明：所建立的系统动态数学模型达到了较高的仿真精度。     

涡扇发动机模块化模型库及其应用

设计开发新的涡扇发动机是一项复杂耗时的工程,而计算机仿真是一种有效的解决办法。因此开发比较通用的计算机仿真模型已经成为一种发展趋势。本文以面向对象技术为基础提出了建立通用化的发动机模块化模型库的思路,并依据该指导思想在新的面向对象的仿真工具—Modelica语言基础上最终开发出一个包含涡扇发动机各部件在内的模型库,详述了模型库构建流程及其结构。在此基础上进一步建立了一个带开关磁阻电机的混合排气涡扇发动机模型。最后通过对其进行仿真来验证该模型库的实际效能并获得满意结果。     

基于消息驱动的雷达仿真引擎控制算法

分布式仿真可以很好地解决大规模复杂系统仿真困难等问题,其关键技术在于分布式引擎机制的设计。首先阐述雷达系统仿真模型,然后提出基于消息服务中心和运控中心的分布式调度控制结构,将上层用户接口和底层消息传递服务解耦,灵活性和易操作性更强。接着提出消息驱动控制算法（message passing algorithm, MPA）。系统测试结果表明,引擎结构和MPA适用于集中式和分布式结构,可以实现进程间的消息传递控制。     

基于广义简约梯度算法的履带车辆模型参数修正

利用多体系统动力学软件RecurDyn建立了某型高速履带车辆的多刚体动力学模型。为提高模型的准确度,首先提出履带车辆动力学模型准确度静态和动态评价指标,使模型准确度量化;然后以模型主要参数为设计变量,以评价指标为响应进行归一化参数灵敏度分析,并根据分析结果确定模型修正参数;最后利用广义简约梯度优化算法分静态和动态两种工况对模型参数进行了修正。与实测值的对比结果表明,修正后履带车辆动力学模型的准确度明显提高,证明论文提出参数修正方法的可行性和有效性。该修正方法能够有效地提高履带车辆动力学模型的准确度和仿真结果的可信度,研究成果对履带车辆动力学建模与仿真工作具有重要的参考价值。     

Intelligent vehicle lateral controller design based on genetic algorithmand T-S fuzzy-neural network

1.INTRODUCTION Effectivelateralcontrolisthepremiseofintelligent vehicle(IV)tracking.However,duetothenon lin earityandparameterstime variety,thelateralcon trollerdesignisadifficulttask.Manyworkshad beendoneforvehiclelateralcontrollerdesign.Ref.[1]usingstandardlinearquadraticcontrolapproach,Ref.[2]usingsliding modelapproach,Refs.[3～5]usingH infinityapproach,Ref.[6]usingnonlinear gain optimizedapproach,Refs.[7,8]usingfuzzy logicalapproach,studythelateralcontrolproblem,respectively.Refere…     

提高汽车操纵稳定性的控制器设计

为提高汽车操纵稳定性,设计了一种新颖的两级分层操纵稳定性控制系统。分级控制系统的第一层是一基于线性矩阵不等式的鲁棒模型匹配控制器。当汽车处于不稳定行驶状态时,该控制器优化稳定整车操纵性的横摆控制力矩,并根据该横摆力矩计算目标控制车轮的滑移率。控制系统的第二层是一移动滑模控制器。该控制器可以在预定的时间内精确地跟踪第一层控制器输入的参考滑移率,并对目标控制车轮施加制动力矩来达到稳定汽车操纵性的目的。在各种极限行驶状况下的仿真试验表明,该控制器可以有效地提高汽车操纵稳定性,而且该控制器对不同车速,各种附着系数的路面和车辆物理参数的变化具有很好的鲁棒性。     

汽车驱动防滑遗传PI控制半实物仿真

应用遗传算法设计了驱动防滑控制系统的参数自整定油门位置及驱动轮制动压力增量PI控制器。论述了其设计过程,建立了调试控制算法的半实物仿真器,针对典型附着路面进行了半实物仿真研究。结果表明:控制算法能自动识别路面附着变化,有效抑制驱动轮过度滑转,改善汽车的加速性。