月球探测车的动力学建模与仿真分析

针对月球的复杂地形环境,利用多体系统动力学的理论,将月球探测车作为一个多刚体系统,对其进行动力学分析,建立了软地面环境下的月球探测车动力学模型.并利用ADAMS软件对所建立的动力学模型进行求解和仿真分析,为月球探测车控制系统的设计与数值计算提供了理论依据.     

某牵引车多体系统动力学建模与仿真

利用多体理论对某牵引车建立了整车非线性系统动力学模型，模型中将钢板弹簧离散为多个无质量Timoshenko梁连接的柔性体，以模拟钢板弹簧的非线性特性，将整车模型在方向盘正弦输入下进行仿真的结果表明，车辆的操纵性能与方向盘输入有较好的跟随性，但由于非线性特性的影响而存在滞后现象，同时载荷转移使得车辆转弯时内侧的侧向力比外侧的侧向力小，且变化相对平缓，该模型较好地反映了车辆实际运行的动力学特性，其建模方法可以应用于其他计及非线性效应车辆的动力学响应的研究。     

基于粘结算法的电动汽车建模与仿真

为实现车辆动力学的高效精确求解,将多体动力学粘结算法引入动力学仿真求解过程中.通过对多刚体三摆机构及含有柔体部件的四杆机构进行拓扑解析、子系统分解与粘结,对粘结算法的理论与具体求解过程进行了系统说明;然后以某电动汽车为对象,运用粘结算法建立了包含前后悬架、车身及车轮在内的多体仿真模型,将整车系统分解为4个独立子系统;最后运用Matlab实现了整车的建模与仿真,结果验证了文中方法的可行性.     

微型客车整车多体系统动力学的建模与仿真

国内某微型客车采用了若干体现当今微型车发展方向的结构特征。在ADAMS软件系统基础上，建立了该车整车多体系统动力学的仿真模型，验证了应用该模型模拟仿真整车操纵稳定性的准确性；通过方向盘转角阶跃输入、蛇行转向、直线制动和复杂道路等典型行驶工况性能仿真分析，从多个方面对整车的操纵稳定性进行了分析和评估。     

移动机器人动力学建模及运动控制仿真

智能移动机器人本体具有较大的惯性特征和快速运动能力，而系统的耦合性又降低了系统的可控性，这增加了机器人精确导航的难度．本文介绍了机器人系统的动力学模型，并通过PD-PID控制器进行了信号仿真．证明了该模型的合理性和PD-PID控制器对降低移动机器人紧急动作的本体惯性因素影响的有效性.     

一种新型弹体结构的导弹分离动力学建模与仿真

根据一种新型弹体结构,研究了导弹的分离动力学问题.为了保证分离过程的安全,避免弹头与舱段、整流罩发生碰撞,必须对分离过程中弹头、舱段以及整流罩的运动特性进行分析.推导了整流罩锁死前和舱段组成多体系统的动力学方程并设计了整流罩锁死后舱段和弹头的碰撞判断条件.通过计算机仿真,验证了所建模型的有效性,得出了分离过程中整流罩和舱段每一时刻的运动参数以及铰链所受的作用力,并对计算结果进行了分析,最后验证采用垂直分离这种方案可以安全进行分离.     

双臂移动机器人的多体动力学建模与仿真

本文基于多体系统离散时间传递矩阵法,首先构建了双臂移动机器人的车体以及机械臂各杆件的刚体模型,推导出各元件所对应的传递矩阵;然后进一步得出了双臂移动机器人分叉链式多体系统的统一整体动力学方程,综合研究了机器人内部各元件之间的运动学及动力学的关系;最后采用MATLAB软件对动力学方程进行数值仿真.通过对仿真结果的分析,不仅验证了理论的正确性,也得到了各个关节的力矩的大小及变化规律,便于驱动电机的选型,同时为后续的控制系统设计提供了重要的理论依据.     

履带机械地面力学建模及牵引性能仿真与试验

针对现有履带机构仿真模块难以适用于无支重轮式矿用履带车辆的局限性,通过分析履带-地面交互力学机理,以每块履带板与地面的力学作用为基元,根据Bekker理论建立了履带沉陷、地面垂直力、牵引力、侧向力、行驶阻力的数学模型,并基于此模型和FORTRAN语言开发了履带一地面交互力学用户子程序.将该模型结合多体动力学仿真软件ADAMS的二次开发技术,建立了某型矿用履带车辆虚拟样机模型,并进行了牵引性能动力学仿真分析.研究表明,该仿真模型能够对行驶阻力和挂钩牵引力进行分析预测,误差小于15%,在允许范围之内,可以作为履带机构牵引设计的工具,且具有更好的普适性.     

柔性多体系统动力学的研究进展与建模方法

随着空间技术和空间应用等领域需求的不断扩大以及机器人技术的发展,使得考虑部件柔性的系统动力学分析的研究备受重视.简述了柔性多体系统动力学的研究进展,讨论了柔性多体系统动力学建模过程中的建模方法、离散化方法以及坐标系的选择,最后总结并展望了柔性多体系统动力学后续要研究的问题.     

赛车前悬架和转向系统ADAMS/CAR建模及仿真

借助ADAMS/CAR,对某FSAE赛车双横臂独立前悬架和转向系统建立多体动力学模型,并对其进行前轮同向跳动仿真,对下控制臂球头铰上移和下移后再次仿真.仿真结果表明,下控制臂球头铰位置的变化对前轮定位参数影响显著.     

直线上超限货车横向振动偏移量的仿真研究

针对超限货车的特点,采用SIMPACK仿真软件分别建立了NX_70H型平车和NX₇₀型平车的动力学单车模型,仿真计算两个模型分别在Ⅰ级直线线路以20～120 km/h的速度和在Ⅲ级直线线路上以20～70 km/h的速度运行时产生的侧滚角、摇头角、横摆偏移量和横向振动偏移量. 仿真结果表明:速度和线路条件对车体侧滚角、摇头角、横摆偏移量和最大横向振动偏移量均有较大影响;在Ⅲ级线路上车体运行所产生的横向振动偏移量均大于Ⅰ级线路上的偏移量,不利工况出现在当重车在Ⅲ级线路上运行时以及在Ⅰ级线路上高速运行时;货车端部的横向振动偏移量较大,且距轨面3 600 mm以上的横向振动偏移量较大,测点均为不利点.     

矢量推进自主水下航行器动力学建模及仿真

采用单矢量推进器进行航向控制的自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV),与采用传统的鳍舵进行航向控制的AUV相比,具有更好的低速操控性及定位精度.根据单矢量推进式AUV的特点,将AUV的推力视为螺旋桨转速及矢量推进器摆角的函数,运用Newton-Euler法建立了AUV的6自由度运动学模型和动力学模型,采用四阶五级龙格-库塔方法对单矢量推进式AUV动力学模型进行了求解,在Matlab环境下对其动力学行为进行了仿真预测,并通过水域试验验证了所建模型的正确性,为控制系统的设计奠定了基础.     

汽车动力学仿真的轮胎翻倾力矩特性动力学模型

轮胎翻倾力矩特性对汽车烦翻的研究有重要影响,也是导致轮胎有效侧倾角的主要因素,对轮胎力学特性理论建模有重要意义。从理论及试验两个方面阐明了翻倾力矩的产生机理,推导了轮胎翻倾力矩的理论模型,进行了模型参数的试验辨识,给出了模型计算结果与试验数据的对比曲线。     

基于车-轨耦合的轨道特种车辆横向建模及参数优化

基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了路轨两用消防车在轨道上行驶的车辆-轨道耦合横向模型,并与传统轨道车辆横向模型进行比较,通过实车试验验证了车辆-轨道耦合横向模型的正确性.在此基础上,建立了多目标优化模型,并采用统一目标函数法对轨道行驶系统的悬架参数进行优化.结果表明,该优化设计方法使车身横向加速度均方根值减小了22.22%,轮轨横向作用力均方根值减小了18.63%,提高了车辆横向平稳性,降低了轮轨横向动作用.     

并联混合动力汽车动力分配装置的建模与仿真

建立了并联式混合动力电动汽车(Parallel Hybrid Electric Vehicles,PHEV)在混合驱动工作模式下动力分配装置的数学模型,并在Matlab/Simulink仿真平台上对此模型进行了仿真,得出了其转速特性、功率分配特性和扭矩输出特性曲线。仿真结果表明,该装置达到了低油耗、低排放和节能的目标,可为进一步研究PHEV动力匹配的优化及其整车控制提供参考。     

飞行保障过程中车辆调度建模与仿真

在分析建模与仿真技术在航空兵场站飞行保障中潜在应用的基础上,利用离散事件仿真(DES)方法建立了飞行保障过程中主动保障方式和被动保障方式下的两种车辆调度模型,并利用ARENA软件对所建模型的一个实例进行了仿真。仿真结果表明:网络化条件下的主动保障方式的单机保障时间比传统的被动保障方式的单机保障时间缩短3.25 min,保障效率提高10.6%。     

整车刚柔耦合动力学模型及平顺性优化

为了研究车身的弹性变形对整车行驶平顺性的影响,在ADAMS/Car模块中建立整车刚柔耦合模型,依据相关试验法规,进行了随机路面输入下的平顺性仿真试验,并通过实车道路试验对比验证模型的正确性和合理性.利用验证后的整车刚柔耦合模型和试验设计技术,对悬架的弹簧刚度系数、减震器阻尼系数进行优化.优化后车身质心处垂向振动加权加速度均方根值降低了12.6％,表明悬架系统参数的合理匹配可以明显改善车辆的行驶平顺性.     

8×8轮毂电机全轮驱动车辆动力学建模与仿真

建立了8×8轮毂电机全轮驱动车辆的整车驾驶模型,该模型包括驾驶员输入处理模块、路面条件和22自由度车辆动力学模型,给出了在一定路面条件下,从驾驶员输入到车辆动力学和运动学状态输出的数学方程. 采用模块化的方法,在Matlab/Simulink中建立了计算机仿真模型,对所建立的模型进行了操纵稳定性和行驶平顺性的仿真试验,并与常规8×8车辆模型及二自由度线性模型进行了对比分析. 仿真结果表明所建立的模型能正确反映车辆在各种工况下的动力学特性,非簧载质量的增加一定程度上降低了车辆的操纵稳定性,尤其降低了车辆的行驶平顺性.