基于半实物仿真的丘陵山地拖拉机电液悬挂控制试验

针对丘陵山地拖拉机电液悬挂控制系统田间试验困难、可重复性差等问题,基于半实物仿真技术开展电液悬挂控制系统试验研究。首先通过对试验拖拉机和悬挂作业装置进行受力分析,建立了丘陵山地拖拉机整机动力学模型、铧犁体的土壤阻力模型和拖拉机悬挂装置动力学模型。然后对丘陵山地拖拉机电液悬挂系统横向仿形控制、位控制、牵引力控制以及力位综合控制的系统原理进行了分析,设计了丘陵山地拖拉机电液悬挂模糊PID控制器。之后搭建拖拉机电液悬挂控制系统半实物仿真试验平台,开发电液悬挂控制系统,开展电液悬挂系统仿地形控制、力控制、位控制和力位综合控制等试验,对比分析模糊PID控制和经典PID控制方法性能。试验结果表明,模糊PID控制性能较好：在位置控制模式下,模糊PID控制无超调,控制系统响应时间为0.6s,较经典PID控制提高约33.3%;耕深控制系统稳态误差约为0.05cm,较经典PID控制降低约50%;在力控制模式下,模糊PID控制耕深的跟随误差最大值为0.38cm,标准差为0.17cm,较经典PID控制分别下降了64.5%、39.3%,验证了所开发的电液悬挂控制系统的有效性。     

某火箭弹自炸装置设计

为了确保在不大幅增加成本的前提下,增加某火箭弹战场适应性,弹体接触软目标能可靠起爆,火箭弹发射后具有自炸功能,在传统"电-2"引信底部机构的基础上,增加了惯性着发机构和延时药柱相结合的自炸装置。试验结果表明,增加了该装置后,火箭弹能在3.5~5.5秒钟内可靠起爆,能够满足设计目的。     

关于引爆炸药的阈值速度与临界直径的数值模拟

为了研究铜射流与特氟龙射流冲击起爆爆炸反应装甲,提高破甲弹的侵彻能力,更有效地摧毁其后的设备与人员,使用非线性动力学显式autodyn软件对铜射流冲击B炸药进行了数值仿真研究。数值仿真研究结果表明:屏蔽板、背板对炸药的冲击起爆有着明显的效果,并且背板的作用效果更佳明显;特氟龙射流比铜射流更容易对带壳装药实现穿而不爆。     

拖拉机AMT代码自动生成应用技术研究

针对拖拉机AMT(电控机械式自动变速箱)电控系统软件手工编程难度大、效率低、错误多等问题,基于Simulink/Embedded Coder提出了一种实现拖拉机AMT电控系统软件开发的方法。分析了拖拉机AMT自动换挡控制原理,利用Simulink工具箱建立了自动换挡控制算法模型,利用Embedded Coder工具箱搭建了以TMS320F28335浮点DSP(数字信号处理器)为处理器的拖拉机AMT控制系统模型,借助灵思创奇开发的仿真管理软件RT-SIM进行了快速控制原型半实物仿真,将自动生成的代码移植到目标板进行硬件在环半实物仿真。仿真结果表明,基于Simulink/Embedded Coder与RT-SIM开发的拖拉机AMT电控系统软件能够稳定运行,满足AMT系统的控制要求。     

车辆半主动悬架粒子群模糊混合控制策略

在Matlab中建立4自由度1/2半主动悬架车辆模型后,构建模糊混合控制器,利用粒子群优化算法对模糊混合控制器的隶属度函数和模糊控制规则同时进行优化,开发了粒子群模糊混合控制策略。为了有效验证所提出的控制策略,在搭建的车辆半主动悬架系统控制策略硬件在环仿真试验平台上进行了粒子群模糊混合控制策略的半实物仿真试验。硬件在环仿真试验结果表明,粒子群模糊混合控制策略明显优于传统模糊控制策略,能有效地提高半主动悬架系统的综合性能,并且在不同路面输入激励下均能取得较好的控制效果。     

随机干扰下电控空气悬架整车车身高度控制研究

为解决随机干扰对空气悬架汽车车身高度动态切换的不良影响,结合空气弹簧模型,建立了随机干扰下的空气悬架车身高度调节系统整车模型。基于单神经元自调整增益算法,设计了神经网络PID自适应高度调节控制器。为检验所设计控制器的性能,搭建了Matlab/Simulink车身高度控制仿真模型,并开发了控制器实物,用于搭建整车试验平台。仿真结果显示所设计的控制器能有效地改善随机干扰下的高度调节过程的震荡,缓解车身俯仰和侧倾,整车试验也验证了仿真结果,提高了车辆舒适性和稳定性。     

汽车驾驶机器人驾驶性能评价半实物仿真平台

为了克服汽车驾驶机器人在实际车辆上调试存在的危险以及快速获得试验车辆的性能,设计了汽车驾驶机器人驾驶性能评价半实物仿真平台,可以借助这个平台对驾驶机器人驾驶车辆的品质进行性能评价.该平台中实际车辆由汽车纵向动力学数学模型代替,它可以模拟实际车辆的工作状态,输入信号为通过传感器测得的驾驶机器人油门机械腿、制动器机械腿、离合器机械腿和换挡机械手的位移,输出信号为经模型计算得到的发动机转速和车速,驾驶机器人不用做任何改动就可在该平台上进行驾驶操作.仿真和实车试验结果验证了该平台的有效性.     

车辆半主动悬架系统模糊混合控制策略

在建立4自由度1/2车辆半主动悬架系统模型基础上,首先研发了兼顾车辆平顺性与道路友好性的模糊混合控制策略,然后利用自行开发的以Freescale MC9S12XDP512为核心处理芯片的16位电子控制单元,并结合Matlab/Real-time Windows Target模块搭建了车辆半主动悬架系统控制策略硬件在环仿真平台,在该平台开展了基于硬件在环的半实物仿真试验,深入验证模糊混合控制策略的实车应用可行性.试验结果表明,与天棚控制、地棚控制相比,所提出的模糊混合控制策略可以有效兼顾车辆平顺性和道路友好性,具有较好的实车应用前景.     

半履带式气垫车的模糊控制系统

根据半覆带式气垫车的结构型式及行走特性,提出了模糊ＰＩＤ控制方案,研制了实时测量系统,并设计了相应的测量电路,由计算机协调控制整个闭环系统,保证气垫车能够稳定地运行并达到功率损耗最小。整个控制过程用ＭＡＴＬＡＢ软件进行了仿真并进行了试验研究工作。试验结果证明采用自速写模糊ＰＩＤ控制器能够使半覆带式气垫车稳定行驶的最佳工作状态。     

电液位置伺服系统模糊速度补偿μ复合控制

针对变刚度电液位置伺服系统在快速定位控制中存在的超调现象,考虑负载刚度对位置伺服系统的影响,提出了模糊速度补偿μ复合控制策略,给出复合控制策略的工作原理,导出速度流量补偿模型。设计模糊速度补偿器及鲁棒μ控制器,实现了伺服缸无扰速度补偿及负载刚度摄动的抑制,应用Matlab、AMESim联合仿真和半实物仿真平台分别进行复合控制策略验证,仿真及实验结果表明,μ控制器有效抑制了负载刚度摄动,而速度补偿的引入使系统在快速性条件下实现了位置的精确定位控制,验证了所提控制策略的有效性。     

油电混合果园自动导航车控制器硬件在环仿真平台设计与应用

果园由于面积范围广、地形复杂、壕沟多、杂草丛生、土壤湿度较高且土质较为疏松,对自动导航小车（AGV）的机械结构、控制系统,以及能源动力系统的设计都提出了更高的标准和要求。混合动力AGV小车可以满足果园中长距离移动的需求。为探索合适的混合动力AGV控制系统算法以及能量管理策略,同时减少设计过程中由于果园地形复杂导致的控制器设计验证迭代、需求多样化问题带来的人力、物力,以及时间成本,本研究针对果园面积广的特点,选择串联式油电混合动力系统进行AGV动力能源系统模型的搭建。另外,针对果园AGV需要适应地形范围广的特点,采用履带车模型结构,利用硬件在环仿真技术,以树莓派作为控制系统搭载控制算法实物,利用Matlab和RecurDyn软件建立包含能源动力系统、电机驱动系统、履带车行驶部分模型以及路面模型的系统实时仿真模型,最终实现了串联式混合动力AGV控制器硬件在环仿真功能。基于串级比例积分微分（PID）以及模糊控制器控制算法的仿真验证表明,模糊控制器控制算法能够减少参数调节带来的时间成本,在转向角度小时响应速度加快了50%,在转向角度大时串级PID控制器产生了10%的超调,而模糊控制器无超调,转向更加平稳。结果表明硬件在环仿真平台能够有效地应用于果园AGV控制器的开发,避免了控制实物试验,在降低成本的同时可以加快果园自动导航小车的开发过程。     

无级变速器电子控制单元硬件在环仿真系统

设计了无级变速器电子控制单元硬件在环仿真系统,进行了无级变速器电子控制单元硬件在环仿真试验,并且对仿真测试及优化后的电子控制单元进行了实车试验验证.结果均表明,该系统能够对车辆集成模型与电子控制单元的控制算法进行实时验证及优化控制,为无级变速器电子控制单元开发提供了一个仿真测试平台.     

装载机线控转向系统硬件在线回路仿真

设计了装载机线控转向技术硬件在线回路仿真系统并介绍了其组成工作原理,采用比例溢流阀加载的方式对系统进行模拟加载。利用传递函数法建立了仿真系统的数学模型,并在Matlab中对其进行了仿真与PID参数的调整。利用该硬件在线回路仿真系统分别对不同的输入信号及不同负载条件下的响应进行了实验,实验结果表明,采用比例溢流阀加载的方式可以较好地对系统进行模拟加载,线控转向技术在装载机上应用是可行的。     

基于V流程的驱动防滑控制系统控制器设计与试验

对于驱动防滑控制系统(ASR),传统开发方法通过实车道路试验验证控制算法并完成匹配标定,开发周期长、成本高,且必须在完成控制器硬件之后才能实施道路试验,难以满足软硬件并行工程需要.利用V流程方法开发了ASR控制器,研究了ASR系统建模与仿真、快速控制原型、硬件在环仿真实施以及实车试验标定与验证,完成了ECU设计.设计过程和测试结果表明,设计的ECU较好地实现了ASR控制功能,应用V流程设计车辆电子控制系统具有较大的优越性.     

金属带式无级变速器硬件在环仿真系统

采用系统辨识方法,建立了金属带式无级变速器(CVT)速比控制电磁阀、夹紧力控制电磁阀和离合器控制阀响应模型,并采用试验数据与理论分析相结合的方式建立了CVT速比响应模型与发动机及整车的响应模型.在该模型基础上,建立了CVT整车系统硬件在环仿真测试台.采用某国产CVT样车进行了实车试验,并将与实车试验相同的控制参数施加到...     

汽车电子燃油喷射信号模拟系统设计与研究

结合工程实际提出一种汽车电子燃油喷射信号模拟系统的设计方法,实现发动机所需相关传感器信号的虚拟设计。该模拟系统通过相关的设备实测出发动机电子燃油喷射系统工作时各参数数据,利用Matlab和V isual Basic软件对所获得的数据进行分析和处理,得出其变化规律及相互关系,并把所得的数据流以通信方式传输给单片机,以便单片机依此产生相关模拟信号并传送给发动机的控制系统。     

基于LabVIEW的汽车制动器速度控制系统的设计

利用制动器试验台对路试进行模拟试验,将LabVIEW运用于汽车制动领域的研究,发挥其独特的优势,根据能量守恒定律建立的数学模型,设计了基于LbVIEW的汽车制动器速度控制系统。系统针对实际控制系统验证范围有限等问题进行了模拟并应用于实际,以达到检测制动器性能的目的。试验证明,该汽车制动器控制系统能够描绘出汽车运行的变化规律,可以测试出汽车制动器的性能,符合最初设计目标及要求,实现了对汽车制动器工作台的模拟功能,提高了国内制动器的质量验证技术水平。     

装备无级变速器的整车前向模型建立与仿真

在车辆无级变速器(CVT)产品开发过程中,应用前向仿真可以真实地模拟实际汽车行驶工况.建立装备CVT的整车前向模型,通过仿真过程分析,调整CVT产品结构参数,提高了仿真结果的可信度和精度,实现了对CVT控制策略的设计,缩短了CVT产品工程开发的时间和费用,仿真分析与实车实验结果对比分析表明所建模型有较高的准确性,可应用于CVT产品开发.     

高粱气吸式播种颗粒肥穴施控制系统

针对高粱的穴施肥技术设计了一套高粱穴施控制系统,并结合高粱穴播技术、种肥同施技术,完成根据高粱种子下落并伴随着穴施肥的精准施肥控制系统.采用离散元分析软件进行仿真模拟,通过仿真试验与实际试验进行数据对比,分析在确定穴施肥的基础上排肥器转速、排肥量之间的关系,做到理论与实践的结合.采用PID控制策略,最大优点是控制机理完...