油气悬架非线性刚度的统计线性化研究

介绍了一种双气室油气悬架结构,基于理想气体状态方程,推导了其刚度的非线性特性.以传统线性悬架模型为基础,根据概率统计理论和数值迭代理论,提出了一种油气悬架非线性刚度的统计线性化方法,并分析了油气弹簧统计线性刚度的迭代收敛性.通过与非线性实体模型的仿真对比,验证了利用统计线性化刚度收敛值建立的线性模型的有效性.     

越野汽车非线性悬架系统建模与仿真研究

针对越野汽车的行驶条件,对传统线性被动悬架、非线性被动悬架和非线性主动悬架的动态特性进行了研究。建立了悬架系统的动力学模型,采用统计线性化方法对非线性弹簧悬架进行求解,利用MATLAB／SIMULlNK工具箱对悬架模型进行了动力学仿真。仿真结果表明：非线性弹簧悬架模型比传统的线性悬架模型更符合越野汽车悬架系统的振动运动,而采用基于线性二次型最优控制方法的主动控制非线性悬架,则能获得更好的行驶平顺性和操纵稳定性。     

某越野火箭炮行驶垂向动态特性研究

以某型高机动越野火箭炮为研究对象,基于随机路面激励,应用多刚体系统动力学和柔性多体动力学的理论,建立该越野火箭炮刚柔耦合模型,研究其行驶垂向动力学特性。考虑了油气弹簧的非线性特性以及轮胎的作用,重点编写了B、C、D级路面的随机路面谱,进行不同车速下的行驶动力学仿真。结果表明,非线性的油气悬架系统能较好地减轻路面的垂向冲击。仿真得到的车炮动态响应特性曲线,为该高机动火箭炮的研制提供了有用的参考。     

主动悬架系统中作动器模型的建立及性能分析

主动悬架系统通过液压装置产生的作用力,改善汽车的行驶平顺性和行驶安全性(通过性),在设计实车主动悬架系统的工作中,考虑到主动悬架液压系统的动态特性会影响作用力的变化过程,首先对主动悬架系统作动器的工作状态进行分析,建立主动悬架系统的数学模型,并对它们的动态特性进行计算和分析,为主动悬架控制系统的合理设计提供理论基础.     

舰船主动力装置故障隔离与参数估计方法

针对舰船主动力装置结构复杂、故障种类多和系统不确定性等故障诊断问题，提出采用基于双因果键合图模型的定量故障隔离与参数估计方法。根据系统传感器配置方案，建立双因果键合图模型，通过因果路径分析，推导得到系统解析冗余关系，并获得故障特征矩阵。建立系统线性分式变换键合图模型，开展故障仿真，将其与双因果键合图模型耦合，在MATLAB/Simulink环境中进行仿真试验，实现了舰船主动力装置的故障隔离与参数估计。结果表明：对双因果键合图模型因果路径分析，可以避免手动推导系统解析冗余关系的繁杂过程；基于其部件构造方程的分析可以有效实现系统故障隔离与参数估计，实时跟踪和预测故障状态。     

发射车多轴连通式油气悬架的连通耦合效应

重载导弹发射车多使用4轴连通式双气室油气悬架,为了研究其连通耦合效应,以便对发射车设计进行参考。在2轴连通式油气悬架数学模型的基础上,基于AMESim软件分别建立2轴/4轴连通式双气室油气悬架系统的仿真模型,在几种不同信号频率与相位激励下分析了多轴连通式双气室油气悬架系统的连通耦合效应影响。结果表明:连通式油气悬架在低频激励作用下具有明显的阻尼特性。4轴连通式悬架系统与2轴连通式悬架系统相比,其外特性具备明显优势。连通式油气悬架系统受低频激励时外特性表现比较激烈,而在受高频激励时外特性表现良好,这说明系统在处于高频环境时更能衰减系统的不同步振动。     

电磁主动悬架的建模及仿真研究

根据电磁学原理,利用电磁铁作为主动悬架的作动器,构造出电磁作动器的一般结构.在1/4汽车悬架基础上,建立了电磁主动悬架的非线性模型,应用现代控制理论设计了该模型的次优控制器,对模型进行分析、仿真.结果表明,电磁悬架能够实现一般主动悬架的功能,满足车辆平顺性的要求,可以应用于汽车的悬架系统.     

基于Maxwell迟滞机理的压电驱动器非线性动态建模研究

为了描述压电驱动器迟滞非线性动态特性,首先基于Maxwell迟滞机理,利用Matlab/SIMULINK建立了压电驱动器的迟滞非线性动力学模型;然后,根据压电驱动器工作机理,把压电驱动器机电耦合动力学系统分为等效电气子系统、机械子系统以及非线性迟滞子系统,利用试验的方法获取了Maxwell迟滞模型的参数,并建立了非线性迟滞子系统的输入电压与电荷之间的Maxwell迟滞模型;最后,耦合电气子系统、机械子系统建立了完整的压电驱动器迟滞非线性动态模型。模型计算结果与试验结果的对比表明:该模型误差在5%以内,能够实时准确跟踪驱动器的动态特性。     

时滞对主动悬架幅频特性的影响

为探究时滞对主动悬架控制性能的影响,在分析时滞对闭环控制系统传递特性影响的基础上,建立了考虑控制输入时滞的悬架系统模型,并以该模型为研究对象,理论分析了时滞对天棚主动控制和加速度阻尼主动控制下悬架幅频特性的影响,最后通过数值仿真进行了分析与验证。结果表明:时滞导致车体加速度的传递率增大,同时还造成一、二阶主振型频率的变化,并在中、高频区域产生多个共振峰;较大的时滞会造成主动悬架振动控制效果的明显恶化甚至系统的失稳。     

基于动力学仿真的6×6轮式越野车辆总体性能评价

为分析和评价某型6×6轮式越野车辆的总体设计性能,建立了整车多刚体动力学模型、刚柔耦合动力学模型以及悬架系统台架试验模型,计算了整车固有特性,依次进行了悬架系统运动学、行驶动力学、操纵稳定性分析。在计算车体和悬架摆臂结构模态的基础上,考核了典型行驶工况下车体和悬架部件结构的动态强度,依据国家相关标准,利用仿真结果对6×6整车设计进行了系统的评价,指出了该越野车总体设计性能的不足,为其进一步改进和优化设计提供了参考依据。研究方法对其他轮式越野车辆系统的设计和评价具有一定的参考价值。     

电液伺服系统的仿真与自校正PID控制器的设计

对一个试验用电液伺服系统进行了理论建模和仿真研究 ,引入了一个非线性状态方程模型来描述电液伺服系统的动态特性 .通过仿真结果与实际系统的响应相比较 ,验证了所建立的理论模型的准确性 .在此仿真模型基础上 ,设计了一个适用的自校正PID控制器 ,并且对其控制特性进行了仿真研究     

主动自适应悬架机器人概念样机及其配置模型和方法

未来的空间探测要求机器人系统具备高可靠性、高移动性,以胜任未知非结构的地理环境。结合自适应悬架机器人和主动悬架机器人的优点,创新提出主动自适应悬架机器人的概念。它是一类具有主动配置功能的自适应悬架机器人,在一般复杂地形环境下,利用移动机构的超静定特性自适应地形,在极端复杂环境下,主动调整悬架结构等移动机构的运动配置适应地形变化,获取最佳移动性能。设计了一种六轮主动自适应悬架样机,可实现折叠、翻到后起身,建立了机器人移动性能综合评价模型,并给出了相应的配置模型和主动配置方法,通过主动配置可明显提高主动自适应悬架机器人的移动性能。     

路面对坦克火炮动态特性影响的计算机模拟

就不平地面行驶时坦克火炮系统的动态特性进行了动力学建模和仿真,主要包括:通过随机抽样法建立双侧不平地面模型,采用状态方程法建立三维车体、双侧任意车轮、任意位置座椅在内的坦克底盘的振动模型、火炮的运动模型,并编制相应的程序进行了仿真。将路面-坦克-火炮相互作用过程体现出来,更加全面和客观地反映了坦克行进过程中火炮的动态特性,比实车测量法获得火炮运动特性的方法更为高效和系统,对于坦克火控系统的综合仿真有着积极的作用。     

油气悬架越野火箭炮的发射振动性能

针对某型火箭炮在发射过程中的冲击对越野车垂直和俯仰的振动影响,基于数学模型和AMESim软件分别搭建了前后两车桥连通式油气悬架和独立式油气悬架的仿真模型,研究了在发射过程中冲击作用下对越野车的振动性能影响,并与独立式油气悬架的越野火箭炮的振动性能进行对比,分析了这两种油气悬架刚度特性,研究表明:连通式油气悬架能够有效降低车身垂向振动加速度和俯仰角加速度,平衡车桥载荷,快速保持发射后越野车的稳定,减小对越野车的破坏性。     

基于ADAMS／Car与MATLAB的液压主动悬架平顺性仿真研究

利用ADAMS/Car建立了传统被动弹簧与液压缸串联的主动悬架模型,与其它子系统装配组成整车仿真模型,并在MATLAB/SIMULINK的环境下建立主动悬架的PID控制系统,实现了与整车机械模型的联合仿真。仿真结果表明,采用液压主动悬架系统后,车辆在通过路面凸起处时车体质心垂向加速度得到了有效抑制,从而提高了车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性。     

轮式越野车动力学建模及行驶动力学特性仿真

为准确评估某型6×6轮式越野车行驶动力学性能,建立了该越野车的整车多刚体动力学模型,分析了模型的振动固有特性和频率响应特性,并进行了特定工况下的行驶动力学特性仿真,计算了悬架动行程均方根值和车轮动载荷均方根值,分析了悬架与限位块的碰撞概率和车轮跳离地面的概率。结果表明:该动态工况下越野车的悬架设计工作空间满足使用要求,但行驶安全性能较差。     

超声速二元机翼随机混沌运动分析

以考虑随机扰动的超声速二元机翼为研究对象,采用Kapitaniak方法对超声速二元机翼的随机混沌特性进行研究。采用三阶活塞理论推导超声速二元机翼的非线性气动力和气动力矩,建立考虑随机扰动、具有俯仰立方非线性的机翼2自由度运动微分方程,并将其写成4维状态方程的形式;采用中心流形方法对系统进行降维,将系统状态方程从4维降为2维;再联合利用累积量截断法、非高斯截断法获得系统的二维联合概率密度函数及系统的概率时差图,采用Kapitaniak方法分析系统在不同扰动强度下的随机混沌特性;采用系统响应、庞加莱截面图及最大Lyapunov指数等对系统的随机混沌特性进行验证。本研究对超声速二元机翼在复杂环境下的稳定性、安全性及响应特性等研究具有重要的促进作用。     

一类装甲车辆对不平路面的激励响应模型

研究内容为(轮式、履带)车辆在不平路面行驶和通过障碍时的平顺性问题。利用状态方程法建立了包括随机和确定路面轮廓、3维车体等较为通用的车辆行驶平顺性模型。并针对行驶振动中车轮与悬架的碰撞建立了专门模型。对某型装甲车辆进行了计算机仿真和验证,对模型的精度和有效性进行检验和评估。结果表明所建立的车辆-地面系统模型是有效的。该模型和建模采用的方法为装甲车辆的系统设计和动力学分析提供了一条途径。     

基于SD的科研项目管理动态仿真初探

为解决管理中的动态、非线性等复杂性问题,将系统动力学方法引进到科研项目管理中,依据系统动力学原理,对科研项目管理系统进行因果关系分析并建立了流图模型.实例仿真结果表明:系统动力学方法为科研项目管理的正确决策提供了科学依据.     

基于杂草算法的超磁致伸缩作动器耦合模型识别

考虑磁滞损耗、动态应力等因素的超磁致伸缩作动器磁滞模型可有效揭示电-磁-机-热多场耦合效应,但准确识别其非线性模型往往存在较大困难。智能杂草算法具有激烈的竞争机制和较强的搜索能力,可用于解决作动器多目标物理参数辨识问题。传统算法的种子数量以线性方式产生且分布方差与适应度缺乏联系,极大地影响了算法收敛速度和模型识别精度。为此,提出一种非线性繁殖和分布的混合改进杂草算法,并将其应用于超磁致伸缩作动器模型识别。实验表明:改进算法具有较强的噪声抑制能力,能精确辨识含有噪声扰动的作动器磁滞非线性模型物理参数;模型预测值和实验数据误差较小,所识别参数可使磁滞非线性模型较为全面地描述作动器多场耦合机理和动态特性。