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。     

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。     

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。     

独立悬架汽车转向系多极限环自激摆振研究

针对汽车转向轮摆振引起的转向系振动,以某国产独立悬架汽车为原型,运用拉格朗日方程建立转向摆振系统六自由度模型。摆振系统模型中选用魔术公式轮胎模型以及滞后环干摩擦模型,运用数值方法分析转向系横向刚度和阻尼对摆振特性的影响。结果表明,随横向刚度和阻尼的增大,单极限环区间逐渐缩小直至消失,多极限环区间逐渐扩大,但是整个摆振区间缩小,并且各自由度摆振峰值减小。研究结果为减小汽车多极限环自激摆振提供了理论参考。     

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。     

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.     

浅析汽车前轮摆振问题的非故障原因

汽车前轮摆振往往被当作故障进行理解和处理.从轮胎迟滞特性、陀螺效应等汽车动力学角度分析了前轮摆振的非故障原因,论证了汽车前轮摆振现象的普遍性.     

轮式拖拉机前轮摆振的试验研究

本文在理论分析的基础上,采用四因素二次旋转设计的试验方法,进行了轮式拖拉机前轮定位参数对前轮摆振影响的试验研究,建立了前轮定位参数对前轮摆振影响的回归数学模型,对其进行了详细的分析。本文的试验结果,为研究轮式拖拉机及汽车前轮定位参数及前轮摆振提供了试验依据。     

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.     

复杂管系水轮机调节系统非线性建模与分析

为了深入揭示水轮机调节系统的非线性本质,研究了非线性水轮机调节系统的建模及动力学问题.在引水系统为复杂管道情况下,考虑水轮机调节系统中传递系数随运行工况变化而呈现的非线性,引入水轮机非线性传递系数,建立了复杂引水管系时的水轮机调节系统非线性数学模型.使用直接代数判据进行理论分析,得到了系统Hopf分支临界点组成的曲线.理论分析表明：水轮机调节系统响应在曲线的一侧区域内是稳定的,在另一侧是不稳定的.通过数值模拟,分析了Hopf分叉点两侧水轮机调节系统稳定性的变化情况,验证了理论分析结果的正确性,得到了使水轮机调节系统处在稳定区域内的调速器PID参数的范围.通过分岔图、Poincare映射图、功率谱图、时域图、相轨迹图、频谱图等,综合分析了随水轮机调节系统参数变化时,系统非线性动力学行为特性.该分析方法与结果,可为水电站系统的安全稳定运行提供理论依据.     

油气分离式单气室悬架刚度与阻尼性能研究

在分析油气分离式单气室悬架工作原理和结构的基础上，建立了油气悬架的非线性数学模型。对油气悬架的系统性能作了仿真分析，并通过油气悬架的性能试验验证了模型的正确性。本文还研究了油气悬架的刚度特性和阻尼特性，以及主要结构参数对油气悬架刚度特性和阻尼特性的影响，研究表明油气悬架兼有非线性刚度特性和非线性阻尼特性。     

一种非线性PID控制器建模与仿真

文章叙述了传统PID模型的常见缺陷,针对非线性、不确定时滞对象,通过分析PID控制方法各环节在不同响应曲线时应有的变化趋势,提出一种非线性PID控制器模型,该控制器将传统PID的比例、积分和微分系数分别构造成关于误差信号的非线性函数,得到一个通用的非线性PID控制器模型。通过对二阶系统阶跃响应的数值仿真结果表明,所提出的非线性PID控制器比传统的PID控制器具有更好的动静态性能。     

阻尼非线性半主动悬架的建模与控制

基于可调阻尼减振器的试验结果,拟合了可调阻尼减振器阻尼系数与步进电动机转角之间的非线性关系,建立了阻尼非线性半主动悬架数学模型,设计了模糊动态最优控制策略,研制了阻尼非线性半主动悬架系统控制器,在仿真的基础上,进行了实车道路试验。结果表明,阻尼非线性半主动悬架模型更接近实际模型,有效改善了车辆的乘坐舒适性、行驶安全性,协调了整车综合性能。     

不同收缩角下伞形风力发电机的模态分析

为了真实反映出伞形风力发电机在不同风速、不同收缩角(0°,30°,45°,60°)下的振动情况,借助ANSYS平台中的Modal模块对5kW伞形风力发电机进行有预应力的模态分析.将气动力、离心力、重力作为边界条件,模拟计算伞形风力发电机整机的前六阶模态变化与相应形变,并对整机在定风速和定转速情况下,一阶模态固有频率随收缩角的变化规律进行研究.分析结果显示,伞形风力发电机的固有频率和风轮工作频率、风轮3倍工作频率的相对差值分别为57.2%,-90.5%,可以完全避开共振,其设计是合理的;随着收缩角的增大,一阶固有频率减小,且转速对一阶固有频率的影响程度比风速大;摆振是低频区的主要振动形式,挥舞和扭转振动多出现在高频区;随着风速增大风力机的前六阶模态频率变化平稳,但随转速的增加上升幅度明显,而且离心力比气动力对风力机的动频影响作用更大.     

油气减振器非线性特性的神经网络识别研究

利用神经网络的非线性逼近能力，设计了用于识别油气减振器非线性特性的结构化神经网络模型，并介绍了该模型的具体应用方法，即利用试验数据组成学习样本，对网络模型进行训练，识别出其非线性特性。识别结果表明，结构化神经网络可有效地识别油气减振器的非线性特性。     

基于遗传算法的非充分灌溉下最优灌溉制度设计

建立了非充分灌溉条件下的作物最优灌溉制度的非线性规划模型。针对模型中目标函数高度非线性的特点,提出利用十进制编码的混合遗传算法来进行求解,并提出了有条件的随机生成的初始种群生成方式以及伪随机变异方式来处理线性约束条件的策略。实例研究表明算法以及约束的处理策略是可行的。