转向系参数对汽车自激摆振多极限环特性影响研究

为研究转向系参数对干摩擦诱发的汽车自激摆振多极限环特性影响,以在一定车速下具有多频多幅摆振独立悬架汽车为样车,将悬架与转向系统运动副间隙处干摩擦等效到前轮主销处,应用拉格朗日方程建立了干摩擦主导型的汽车摆振系统3自由度模型。基于上述模型,在数值计算时轮胎选用魔术公式,而干摩擦模型选用Stefanski-Wojewoda动态模型。结果表明,该样车在一定车速下因初始激励的不同而会出现不同幅值的自激摆振;横拉杆刚度和主销处的干摩擦力矩均对自激摆振系统的分岔区间有较大影响。分析结果可为抑制该类型汽车自激摆振提供理论参考。     

越野汽车前轮摆振影响因素仿真

针对EQ2102型越野汽车的前轮摆振问题,建立了典型非独立悬架汽车转向系统力学模型,获取了计算模型的所需参数,设计了转向系统刚度测量方案,利用Matlab进行了仿真计算,分析了汽车摆振的影响因素,对车轮失衡量、系统刚度和转向系阻尼对摆振的影响进行了理论分析。     

主销后倾角对独立悬架汽车自激摆振极限环特性的影响

考虑前轮定位参数应用拉格朗日方程建立了独立悬架汽车摆振系统4自由度模型.基于该模型,应用数值分析方法仿真分析了主销后倾角影响自激摆振中多极限环的速度区间及其数值特性.结果表明,随着后倾角增大,自激摆振中出现多极限环的速度区间提前,而且随着后倾角增大,不稳定极限环幅值减少,稳定极限环的幅值增大,但频率变化不大.研究结果为减小汽车自激摆振和多极限环现象控制提供了理论参考.     

汽车前轮低速摆振和高速摆振的分析

前轮摆振是普遍出现在汽车上的一个相当复杂的振动现象,根据表现特性不同,前轮摆振分为高速摆振和低速摆振,前者属于自激型摆振,后者属于强迫型摆振.根据国内外前轮摆振研究所取得的成果,阐述了高速摆振和低速摆振的故障现象,通过建立理论模型分析了自激型摆振发生的机理,即产生“负阻尼”的原因,并指出两种形式的摆振的表现特征,最后,从车轮平衡度、转向系、悬架刚度和阻尼、轮胎的侧向刚度、前轮定位参数4个方面分析了前轮摆振的影响因素,并提出了克服的办法.     

含双间隙模型轿车转向系非线性动力学特性研究

轿车大部分属于独立悬架汽车,前桥是断开式的,转向系结构比非独立悬架汽车复杂,前轮发生摆振的原因不明,严重阻碍了车辆的摆振控制。前轮的长期摆振会导致车辆发生爆胎,失去操纵稳定性。针对该问题综合考虑转向机构弹性与非线性因素的影响,包括转向横拉杆两端铰链间隙、齿轮齿条转向器啮合间隙,轮胎非线性侧向力和主销处干摩擦等,基于第二类拉格朗日方法建立转向系4自由度髙维非线性振动模型,通过数值计算得出车轮存在不平衡质量时转向系统的非线性参数、结构参数以及安装位置参数对模型振动特性的影响规律,揭示了参数间的相互影响关系和系统的振动特点,为轿车转向系参数的动态设计与合理匹配及摆振控制提供了理论依据和技术支持。     

含运动副间隙汽车摆振系统非线性动力学建模

机构运动副间隙对系统动力学响应有重要影响,有必要将转向机构运动副间隙引入汽车摆振系统动力学分析。基于非线性系统动力学,应用拉格朗日方程建立了考虑转向机构运动副间隙的六自由度摆振动力学模型。通过仿真分析讨论了车速对前轮摆振的影响,结果表明在特定车速范围内前轮会发生自激摆振,这与实际情况吻合,验证了模型的正确性。     

客车循环球式EPS系统建模与助力特性控制策略

建立了客车用循环球式电动助力转向系统主要模块的数学模型,并基于MAtlab/simulink构建了系统仿真模型.提出了"转矩传感器输出信号的比例-微分 助力电动机角速度反馈"的助力特性控制策略,可以按需改变EPS系统的阻尼,减小车辆行驶过程中转向轮摆振,兼顾转向的轻便性与稳定性;电动机的电流环采用自适应模糊PID控制策略.仿真结果表明:助力特性算法十分有效,能显著提高汽车转向系统的动态性能.     

汽车整车稳定性的Hopf分岔特性数值分析

以独立悬架汽车为研究对象,利用分析力学方法,建立整车扩展的三自由度操纵模型,利用常微分方程稳定性理论和数值分析,对具有不同转向特性汽车的自激型摆振分岔特性进行了分析。研究表明:具有不同转向特性汽车在一定的参数组合下都会表现出自激型摆振的性质,即自激型摆振是一种非线性动力学Hopf分岔后出现的稳定极限环振动现象。     

轿车转向系与前悬架耦合动力学特性研究

在考虑簧载质量振动的情况下以轿车转向系与前悬架的耦合非线性振动系统为研究对象,应用集中参数法建立髙维耦合系统的7自由度非线性动力模型,模型中综合考虑轮胎的非线性侧偏特性,悬架的非线性弹簧-阻尼力以及转向系连杆的弹性作用。通过数值仿真研究,揭示了车轮存在失衡量时耦合系统的动态特性和转向系参数、前悬架参数对整车摆振的影响,明确了转向系振动与前悬架振动的相互作用关系,为耦合动力系统的动态设计与综合动力学控制提供了理论依据。     

基于动力吸振器的发动机整机振动控制方法

采用二自由度动力吸振器对汽车发动机怠速时的整机振动进行控制。将发动机模型简化为二自由度振动系统,建立了系统的运动微分方程,将其表示为状态空间的形式。以发动机传到车架上的振动能量作为评价指标,分析了动力吸振器的减振效果。结果表明:在发动机上附加动力吸振器可以使传到车架的振动能量减小39%,有效地控制了发动机的整机振动。最后,用数值仿真方法研究了动力吸振器的结构参数对吸振效果的影响。仿真结果表明:在一定范围内,适当增加刚度和阻尼可以提高动力吸振器的吸振效果。     

磁流变减振装置的动力学参数优化

为将磁流变技术更好地应用在车削减振装置中,提出了磁流变阻尼器主要的动力学模型,研制了基于动力学减振原理的磁流变车削减振装置,建立了该装置的动力学模型。通过受力分析,推导了车床刀架主振系统相对振幅的表达式。由于刚度和阻尼是影响磁流变减振装置特性的两个重要参数,所以采用数值搜索法对动力学模型中的刚度和阻尼参数进行优化,修正了各频段的区间,确定与最佳减振效果相对应的刚度和阻尼。     

高速大转角工况下EPS电流补偿控制策略的研究

以管柱式EPS系统为研究对象,针对高速大转角工况下汽车的横向稳定性问题,综合考虑了侧倾自由度、轮胎的侧偏和垂向载荷的重新分配对转向性能的影响,并建立了非线性三自由度整车模型,在此基础上提出了一种电流补偿控制策略,有效地提高了转向系统的阻尼,改善了驾驶员的"路感",并验证了电流补偿控制策略的有效性。     

拖拉机前轮摆振及稳定性判定

本文分析了拖拉机前轮摆振的原因,详细地分析了轮胎在摆振中的动特性,得出了摆振中轮胎变形滞后于车轮转角形成印迹角,推导了印迹角与摆振关系的表达式,论证了前人提出的轮胎动特性是引起摆振主要原因的结论;提出了摆振中外倾角变化所产生的陀螺力矩,这个力矩是引起拖拉机摆振的原因之一;提出了前束削弱主销阻尼,这也是引起摆振的一个原因。文中分析了主销阻尼的影响因素及与摆振的关系。 文中用两个自由度力学模型分析了拖拉机摆振,认为拖拉机摆振主要是自激振动,进而提出了拖拉机前轮摆振稳定性判定的简捷方法。     

橡胶悬置刚度特性对过减速带平顺性影响研究

为了研究橡胶悬置的刚度特性对汽车过减速带平顺性的影响,建立了包含悬置系统在内的整车13自由度模型。模型中考虑了液压悬置的刚度、阻尼动态特性;橡胶悬置的多级刚度,主簧和撞块间的间隙。利用建立的模型对过减速带时汽车的动态响应进行计算,通过实车试验验证了模型的有效性。分析了橡胶悬置刚度性能参数对过减速带动力总成振动的影响。结果表明:减小主簧和撞块间的间隙,增大主簧和撞块的刚度可抑制过减速带时动力总成的振动。建模与分析方法可以为橡胶悬置前期设计开发提供有效参考。     

前轮摆振故障的排除

前轮摆振是指汽车直线行驶时 ,前轮以一定的振幅和频率绕转向主销轴左右摆动。汽车前轮摆动严重时 ,车身左右晃动 ,方向盘难以控制。前轮摆振破坏了汽车行驶的稳定性 ,影响汽车的行驶安全 ,还加速了转向系的磨损 ,所以一经发现 ,应查明原因并及时排除。其方法是 :（１）先查方向盘、转向横拉杆头、转向臂传动机构及前钢板卡子是否松旷。（２）若前轮转向立轴与轴套、前钢板轴与轴套磨损严重 ,配合间隙过大 ,应更换新轴和新轴套 ,以达到标准配合间隙 ,并调整轮毂轴承间隙。（３）若是由于前钢板使用时间过长 ,钢板挠度弹性达不到要求而引起摆…     

基于二自由度车辆模型的悬架性能研究

以二自由度车辆模型为研究对象,基于车辆动力学和现代控制理论,研究车辆悬架系统的性能.在Matlab/Simulink里建立二自由度车辆振动和随机不平路面仿真模型,进行随机路面输入的平顺性仿真试验,并分析了悬架刚度、阻尼系数及轮胎刚度对悬架性能的影响,得出车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷随悬架刚度、阻尼系数及轮胎刚度变...     

考虑车身侧倾的4WS汽车横向稳定性与Hopf分岔特性

四轮转向汽车与传统前轮转向相比,能增加车辆高速行驶稳定性和低速转向灵敏性。车身侧倾时轮荷转移会改变轮胎侧偏特性,从而影响4WS汽车横向稳定性及分岔特性,为此研究了考虑车身与底盘的非线性耦合,建立了考虑车身侧倾时轮荷转移的3-DOF闭环系统动力学模型,先定性判定系统Hopf分岔存在性与稳定性,再运用数值方法计算系统的稳定区域与Hopf分岔特性。并与2-DOF闭环系统平面模型对比,结果表明,2种模型计算结果有明显区别。对于3-DOF系统,随着预瞄距离、前后轮转角比例系数的增大,系统稳定区域会增大;随着前后轮转角比例系数的增大,汽车侧倾角、侧倾角速度的自激振动极限环幅值呈减小的趋势。     

基于MATLAB/Simulink四轮转向机构的运动仿真与分析

根据运动学相关理论,在前轮转向二自由度汽车模型上建立四轮转向汽车的数学模型,运用MATLAB/Simulink软件进行建模,汽车在匀速直线运动下给定一个方向盘转角作为仿真条件,观察两种转向机构的横摆角速度和质心侧偏角的变化特点并比较。仿真结果表明,低速状态下,四轮转向系统汽车运用前后轮同时做逆向运动,提供了比前轮转向系统更大的横摆角速度,质心侧偏角在短时间内稳定为零,减小了转弯半径,灵活性增加;高速状态下,四轮转向系统汽车前后轮同时做同向运动,横摆角速度小于前轮转向系统的横摆角速度,质心侧偏角最终为零,且保持稳定,操纵稳定性提高。装备了四轮转向系统的汽车优于装备前轮转向系统的汽车。     

刚度和阻尼系数对LQG控制主动悬架控制的影响分析

分别基于半车4自由度线性与非线性车辆模型,设计了主动悬架LQG控制器,并通过理论推导和数值仿真解析了刚度和阻尼系数对悬架控制的影响。线性模型理论推导表明,LQG控制主动悬架系统的Ricatti方程的解与刚度和阻尼系数无关,进而得出了该主动悬架的时域响应与刚度和阻尼系数无关的结论。线性模型数值仿真表明,由刚度和阻尼系数产生的被动力与主动控制力组成的整体控制力相互独立且不受刚度和阻尼系数的影响;主动控制力的全局阻尼特性随着其并联阻尼的增加而明显由正特性转变为负特性。针对通用的非线性车辆模型,通过控制系统线性化、线性化后控制系统LQG控制器设计及控制反线性化这3个环节完成非线性主动悬架的LQG控制设计。设计过程表明,非线性刚度和阻尼系数的力作用在控制系统线性化和控制反线性化中被抵消,使得悬架的整体控制力不受此两系数的影响,说明以上线性主动悬架的研究结论也适用于具有非线性刚度和阻尼特性的主动悬架。     

铰接摆杆式大功率拖拉机原地转向仿真与实验

基于欧拉四元数,利用含拉格朗日乘子的增广矩阵法建立铰接式拖拉机12自由度原地转向多体动力学仿真模型.采用12个状态变量的状态方程对转向液压系统进行描述.运用Matlab对液压系统与空间多体动力学的联合仿真进行编程.并与铰接摆杆式拖拉机硬质路面上原地转向的实验结果进行了对比分析,验证了模型.通过实验与仿真研究,获得了拖拉机原地转向的动态特性,为铰接摆杆式拖拉机线控转向技术与自动驾驶技术提供了理论基础.