车辆稳定性控制的虚拟实验

基于虚拟驾驶实验平台开发了车辆稳定性控制器.构建了由实车、虚拟场景、车辆动力学模型等组成的虚拟驾驶实验平台.用神经网络估计模型对车辆动力学系统进行了辨识,通过调整神经网络对象模型设计了神经自校正控制器,该控制器通过产生横摆力矩迫使车辆横摆角速度跟踪理想响应.在虚拟驾驶实验平台上研究了施加控制后车辆的响应及其与驾驶员的交互,对车辆在紧急避障操纵时的响应进行了虚拟仿真实验,验证了车辆稳定性控制器的有效性.     

Stewart平台多能域系统动力学全解建模与实验

围绕六自由度Stewart并联平台的多能域动力学建模展开研究。首先,采用旋量键合图建立了电动缸驱动Stewart平台机构本体动力学模型,采用传统键合图建立了伺服电动缸键合图模型,得到了该平台完整的机、电耦合的多能域系统动力学全局模型。其次,给定平台末端轨迹,对比Matlab理论计算、ADAMS软件仿真以及实验实测驱动力结果,验证了Stewart平台机构本体旋量键合图模型的正确性。最后,借助理论计算得到的驱动力,由平台系统多能域动力学全解模型进一步计算得到伺服电机电流,与通过实验得到的电机电流实测值对比,验证了该平台多能域系统动力学全解模型的正确性。为后续包含驱动单元惯性参数和摩擦参数在内的动力学参数辨识以及平台控制研究奠定了基础。     

基于CarSim与Isight的悬架特性参数优化设计

汽车悬架动力学特性对整车操纵稳定性有着至关重要的影响。为了改善悬架特性,在CarSim中建立整车动力学仿真模型,运用Isight集成CarSim建立了面向整车操纵稳定性指标的悬架特性参数优化设计仿真平台,经DOE分析构建了悬架系统特性参数与稳态回转性能指标之间的响应面模型,运用多岛遗传算法,得到一组悬架子系统特性参数的最优值,从而提高汽车操纵稳定性。     

搭建实验平台研究电子节气门控制策略

分析电子节气门系统的基本原理与结构,搭建实验平台。在对电子节气门非线性分析的基础上进行数学建模,根据数学模型在Matlab/Simulink平台中建立了系统的仿真模型,并设计硬件在环实验平台,进行阶跃响应与跟随响应的Simulink仿真和硬件在环实验。对比仿真结果与硬件在环实验结果总体一致,仿真与实验中的阶跃响应时间分别为147ms、177ms,且稳定时间均约为650ms,跟随响应效果与阶跃响应存在一致性。阶跃响应与跟随响应效果较好,满足实验台的设计要求。     

QTZ25塔机的静力学及模态分析

影响塔式起重机稳定性和使用寿命的因素主要包括强度和振动频率。文章从有限元的基础理论出发,利用ANSYS软件,对塔式起重机进行静力学分析,获得了其应力应变结果,比较了三种典型的工况,从而得到危险位置和变形情况,并对塔式起重机进行模态分析,计算出前5阶模态和振型,为其他动力学响应提供依据。     

3-P(4S)并联平台振动特性分析与实验验证

为了研究3-P(4S)并联平台作为振动台的应用前景,根据其动力学模型构建了振动方程,并根据其驱动器特性对振动方程进行简化处理,得到其固有频率和正则固有振型,并在ADAMS仿真软件上对理论振动模型进行了仿真验证,误差范围在0.5%以内。对3-P(4S)并联平台的振动特性进行了分析,包括固有频率随运动位置变化特性和灵敏度特性。通过力锤敲击法进行了3-P(4S)并联平台的模态实验,对实验所得的时域信号进行傅里叶变换得到频域波形,其固有频率的实验值和理论计算值的误差在3%以内,验证了理论分析,说明3-P(4S)并联平台可应用于振动模拟及振动测试等领域。     

并联驱动双向偏转平台设计与动力学分析

提出一种并联驱动双向偏转平台,动平台通过在空间呈正十字交错且同心的两个驱动拱支撑,由圆弧导轨副导向,由固联于底座的电机驱动,实现了平台绕X、Y轴的大角度偏转。给出了平台的位置、速度逆解方程,分析了其运动特性。基于Lagrange法运用虚功原理建立了平台的动力学模型,对平台进行了动力学仿真,分析了在不同外载状态下电机输出力矩的变化规律。依据所建立的动力学模型进行了理论计算,并与仿真值进行了对比分析,验证了平台的可行性与动力学模型的正确性。     

基于动力学的Stewart平台振动控制策略研究

针对利用基于运动学控制方法的大负载、高质心Stewart平台实现某一姿态下的单自由度正弦振动时将引起其他自由度上的耦合振动问题,提出了一种在位置闭环控制条件下基于动力学的振动控制策略。该控制策略利用动力学模型所计算的各液压缸出力控制平台振动,提高了控制精度。最后利用Stewart平台在15°俯仰姿态下对该方法进行了实验验证,通过比较运动学和动力学两种控制方法的振动响应,表明提出的控制方法能够有效抑制由负载引起的耦合振动,实现了Stewart平台在任意姿态下的精确振动控制。     

主被动闭环融合调姿隔振平台动力学建模与模态分析

以载体设备对稳定工作环境的需求为背景,提出一种多维调姿隔振平台新构型,以实现大幅度位姿扰动的补偿和中高频振动的隔离。机构由3个分支组成,每个分支包含1个由主动调姿、被动隔振单元组成的闭环子链。借助于旋量代数及影响系数理论建立机构的运动学模型,得到动平台、开链分支、电动缸分支对广义坐标的一、二阶影响系数。建立机构主被动分离形式的动力学模型,并以此为基础对其进行模态分析。通过脉冲激励对原理样机进行模态实验,实验结果表明,固有频率的实验测定值与理论计算值接近,验证了理论模型的正确性。响应特性的实验结果表明原理样机能够对低频段的位姿扰动进行补偿,结合中高频的被动隔振,原理样机具备了较宽频带的调姿隔振能力。     

Delta并联机器人弹性动力学研究

采用有限元理论建立Delta并联机器人柔性构件的运动微分方程,结合机构的运动特点,规定了结点位移的方向,得到机构系统的动力学模型.将机构的真实运动看作名义运动与弹性振动的叠加,同时将动平台的位置和方向误差看作名义运动的摄动,得出动平台位形误差与结点位移的关系方程.在实例中,综合考虑重力、惯性力及阻尼共同作用下的动力响应,得到机构模态频率在工作空间的特性,对动平台的6维误差进行了全面评估.