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新型叶片式CDC减振器结构设计及性能研究

太原理工大学学报 2024年

作者：陈龙许闯李飞鸿莫雪骢太原理工大学机械与运载工程学院吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室

为了提高座椅减振性能，优化座椅悬架系统结构，提出了一种新型叶片式阻尼连续可调的减振器。该减振器通过电机调整螺柱的轴向位置以改变油液节流面积，进而实现对阻尼力矩的连续调节。基于流体力学理论，分析得到减振器内部流场的压差... 详细信息

为了提高座椅减振性能，优化座椅悬架系统结构，提出了一种新型叶片式阻尼连续可调的减振器。该减振器通过电机调整螺柱的轴向位置以改变油液节流面积，进而实现对阻尼力矩的连续调节。基于流体力学理论，分析得到减振器内部流场的压差-流量关系，进而获得减振器动态阻尼特性的理论计算模型；建立了减振器三维有限元仿真分析模型，基于动网格技术获得了减振器动态阻尼特性的有限元仿真结果，与理论计算结果具有很好的一致性，达到了设计要求；对于无泄漏和有泄露模型，分别分析了减振器内部压强场、流场分布特性；通过灵敏度分析，探究了结构参数对阻尼力矩的影响规律；研究表明：该减振器可获得较大的阻尼连续可调节倍数，油液温度升高和内泄露使减振器性能大幅下降。

关键词：叶片式减振器阻尼连续可调有限元仿真动态特性

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负载自适应准零刚度隔振系统设计与特性分析

应用力学学报 2024年

作者：陈龙李梦晨郑成勇许闯胡良金吉强中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原理工大学机械与运载工程学院吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室

针对负载变化会削弱准零隔振系统性能，隔振性能无法根据负载大小自适应调节的问题，本文提出一种多片对合碟形弹簧与螺旋弹簧并联的负载自适应准零刚度隔振系统。首先研究了正负刚度单元的物理特性并建立其数学模型，进而探究了低频隔... 详细信息

针对负载变化会削弱准零隔振系统性能，隔振性能无法根据负载大小自适应调节的问题，本文提出一种多片对合碟形弹簧与螺旋弹簧并联的负载自适应准零刚度隔振系统。首先研究了正负刚度单元的物理特性并建立其数学模型，进而探究了低频隔振特性以及关键参数可行设计域，然后分析了扫频信号激励下的动态响应，进而对比分析了负载自适应准零刚度系统的隔振性能，最后仿真验证了模型的合理性以及该隔振系统良好的隔振性能。研究结果表明：所提出的隔振系统可通过改变螺旋弹簧预拉量来适应负载的变化，且当负载变化时，其低频隔振效果明显高于不可调准零刚度隔振系统。研究可为准零刚度隔振系统的设计提供一定的理论指导。

关键词：可调式隔振系统碟形弹簧准零刚度低频隔振

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基于滑模理论的高速车辆侧风稳定性控制研究

汽车工程 2022年第1期44卷 123-130页

作者：梁宝钰汪怡平刘珣张倩文熊建波胡兴军王靖宇武汉理工大学汽车工程学院武汉430070 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 吉林大学汽车工程学院长春130025

针对高速车辆侧风稳定性问题,搭建了汽车多体动力学(multi-body dynamics,MBD)和计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)双向耦合平台,并基于该平台设计了一种侧风稳定性控制系统。该系统的上层控制器基于滑模理论计算出侧风... 详细信息

针对高速车辆侧风稳定性问题,搭建了汽车多体动力学(multi-body dynamics,MBD)和计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)双向耦合平台,并基于该平台设计了一种侧风稳定性控制系统。该系统的上层控制器基于滑模理论计算出侧风干扰下的高速车辆为维持稳定所需的附加横摆力矩,下层控制器将上层控制器输出的横摆力矩分配到各个车轮,从而完成车辆的抗侧风干扰控制。分析了未受控制车辆与直接横摆力矩控制(direct yaw-moment control,DYC)车辆在阶跃侧风下的运动特性和气动特性。研究结果表明,在阶跃侧风中,未受控制车辆的最大横摆角为5.7°,最大侧向位移为4.0 m,而施加DYC后,车辆横摆角基本为0,最大侧向位移为0.41 m,较好地维持了直线行驶状态。表明在此侧风稳定性控制系统下,高速车辆的抗侧风干扰能力得到有效提升。

关键词：侧风稳定性动态双向耦合滑模理论直接横摆力矩

基于EKF轮胎侧向力估计的AFS和EPS集成控制

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振动与冲击 2015年第11期34卷 93-98页

作者：周兵徐蒙范璐湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

对融合了主动前轮转向的电动助力转向系统,主动转向引入的附加转角使得轮胎侧向力发生突变,从而导致转向盘力矩会发生突变。虽然轮胎力不易直接测量,但是扩展卡尔曼滤波算法可以实现对非线性轮胎力的估计,为解决转向盘力矩突变找到实现... 详细信息

对融合了主动前轮转向的电动助力转向系统,主动转向引入的附加转角使得轮胎侧向力发生突变,从而导致转向盘力矩会发生突变。虽然轮胎力不易直接测量,但是扩展卡尔曼滤波算法可以实现对非线性轮胎力的估计,为解决转向盘力矩突变找到实现方法。建立了非线性车辆数学模型,并构建基于扩展卡尔曼滤波算法的轮胎侧向力观测器,根据得到的轮胎侧向力的估计值对转向盘力矩突变进行补偿,实现了车辆状态估计与车辆控制的结合。在MATLAB/Simulink里的仿真分析验证了控制策略的有效性。

关键词：主动前轮转向电动助力转向集成控制扩展卡尔曼滤波观测器非线性轮胎侧向力

基于UKF路面附着估计的电动助力转向控制策略

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振动与冲击 2016年第22期35卷 123-128页

作者：周兵宋义彤范璐湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

考虑路面附着对驾驶员转向操纵的影响,设计了电动助力转向电流补偿控制策略。为了实时估计出路面附着系数,基于无迹卡尔曼滤波理论建立了路面附着系数观测器。在传统电动助力转向控制基础上,把路面附着和车速作为输入,设计了模糊控制器... 详细信息

考虑路面附着对驾驶员转向操纵的影响,设计了电动助力转向电流补偿控制策略。为了实时估计出路面附着系数,基于无迹卡尔曼滤波理论建立了路面附着系数观测器。在传统电动助力转向控制基础上,把路面附着和车速作为输入,设计了模糊控制器,得到控制补偿叠加电流,对传统电动助力转向进行修正。在MATLAB/Simulink中的仿真分析说明无迹卡尔曼滤波观测器能实时准确估计出路面附着系数,并且所设计的电动助力转向电流补偿控制策略能综合车辆行驶时的路面附着、车速和转向盘转角等信息,由助力执行电机产生适当的助力,使驾驶员获得良好的路感,提高车辆行驶稳定性和安全性。

关键词：车辆工程电动助力转向无迹卡尔曼滤波观测器路面附着系数估计

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车辆底盘集成控制研究

上海交通大学学报 2012年第8期46卷 1291-1296页

作者：李刚宗长富张泽星段明序梁赫奇洪伟吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130025 辽宁工业大学汽车与交通工程学院辽宁锦州121001 中国第一汽车集团公司技术中心长春l30011

基于模型预测控制理论,从提高车辆极限工况稳定性角度,研究车辆纵向和侧向运动的水平集成控制及纵向、侧向和垂向的全局集成控制.确定了分层集成控制结构,设计了转向/制动模型预测控制器和主动悬架控制器.采用单轮规则制动分配法,实现... 详细信息

基于模型预测控制理论,从提高车辆极限工况稳定性角度,研究车辆纵向和侧向运动的水平集成控制及纵向、侧向和垂向的全局集成控制.确定了分层集成控制结构,设计了转向/制动模型预测控制器和主动悬架控制器.采用单轮规则制动分配法,实现了车辆底盘转向/制动的水平集成控制和转向/制动/悬架的全局集成控制,并通过仿真实验对算法进行验证.结果表明:集成控制能有效提高车辆极限工况的稳定性和主动安全性.

关键词：车辆底盘集成控制模型预测控制极限工况稳定性

液压系统参数对液压互联悬架动态响应的全局灵敏度分析

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振动与冲击 2015年第23期34卷 72-76页

作者：周兵耿元黄晓婷湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

针对半车液压互联悬架防侧倾模型进行频域分析,建立了四自由度机械和液压耦合系统的动力学方程,根据系统的频响函数和路面输入分别得到垂直模态和侧倾模态下的加速度功率谱密度响应。采用Sobol全局灵敏度分析方法计算了液压参数对垂直... 详细信息

针对半车液压互联悬架防侧倾模型进行频域分析,建立了四自由度机械和液压耦合系统的动力学方程,根据系统的频响函数和路面输入分别得到垂直模态和侧倾模态下的加速度功率谱密度响应。采用Sobol全局灵敏度分析方法计算了液压参数对垂直响应和侧倾响应的灵敏度,并对计算结果进行分析。分析结果表明:与液压缸上下腔连接的阻尼阀的压力泄漏系数对垂直模态响应影响较大;蓄能器参数及与蓄能器连接的阻尼阀的压力泄露系数对侧倾模态响应影响较大。本研究可用于对汽车液压互联悬架系统进行平顺性评估以及后续的参数优化。

关键词：液压互联悬架加速度响应灵敏度分析 Sobol方法

基于重构控制分配的4WID/4WIS电动车容错控制

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华南理工大学学报（自然科学版） 2013年第11期41卷 125-131页

作者：刘杰刘超宗长富郑宏宇刘明辉吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130022 中国第一汽车集团公司技术中心吉林长春130011

针对4WID/4WIS电动车故障后的容错控制问题,设计了以最大化车辆故障后稳定性为控制目标的容错控制算法.容错控制器采用分层控制结构,上层为基于模型预测控制理论的运动控制器,下层为基于重构控制分配方法的重构控制分配器.对于驱动电机... 详细信息

针对4WID/4WIS电动车故障后的容错控制问题,设计了以最大化车辆故障后稳定性为控制目标的容错控制算法.容错控制器采用分层控制结构,上层为基于模型预测控制理论的运动控制器,下层为基于重构控制分配方法的重构控制分配器.对于驱动电机的多种故障情况,离线设计了重构控制分配律,旨在保持车辆期望的动力学响应,同时最大化车辆故障后的稳定性.仿真结果表明,在发生多种驱动电机故障后,容错控制算法仍能保证车辆具有期望的运动轨迹,提高了车辆故障后的稳定性、安全性和操纵性.

关键词：车辆工程容错控制电动车模型预测控制重构控制分配

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低附着路面电动助力转向控制策略

湖南大学学报（自然科学版） 2015年第2期42卷 29-34页

作者：周兵徐蒙范璐吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130025 湖南大学汽车车身先进制造国家重点实验室湖南长沙410082

车辆在低附着路面转向时转向阻力矩大幅降低,导致转向盘转矩随之减小,严重影响驾驶员的路感,易导致事故的发生.鉴于此,提出电动助力转向电流补偿控制策略以提高低附着路面驾驶员路感.利用扩展卡尔曼滤波方法估计出低附着路面前轴侧向力... 详细信息

车辆在低附着路面转向时转向阻力矩大幅降低,导致转向盘转矩随之减小,严重影响驾驶员的路感,易导致事故的发生.鉴于此,提出电动助力转向电流补偿控制策略以提高低附着路面驾驶员路感.利用扩展卡尔曼滤波方法估计出低附着路面前轴侧向力,进而计算出补偿电流值.在MATLAB/Simulink中建立系统仿真模型,利用实车试验数据与仿真数据对比,验证了仿真模型的准确性.不同行驶工况的仿真结果显示采用本文提出的控制策略后,转向盘力矩显著提高,使驾驶员在低附着路面下的路感与正常高附着路面相同,可以有效防止驾驶员的误操作,提高车辆行驶安全性.

关键词：车辆工程电动助力转向扩展卡尔曼滤波控制策略