基于ANSYS Workbench的FSAE赛车轮芯轻量化设计

汽车轮芯是连接半轴和轮辋的重要零件,实现轮芯的轻量化对汽车动力性的提高和油耗的降低有重要作用。本文通过对车队已有的FSAE赛车轮芯简易模型的分析,利用ANSYS Workbench分析平台对轮芯重新建模,并用Static Structural模块进行静力分析,最后通过Design Exploation模块进行优化设计,在保证传动安全的情况下实现FSAE赛车的轮芯轻量化。分析结果表明:轮芯中轴部分壁厚对轮芯质量和应力影响最大,轮芯质量由2.63kg降到0.99kg。     

基于特定赛道的FSAE赛车操纵稳定性仿真分析

卓越的操纵稳定性是赛车设计的终极目标。利用动力学仿真软件ADAMS/Car模块,建立FSAE赛车整车动力学虚拟模型及8字绕环及耐久赛的赛道模型,并利用试验数据进行模型验证,在验证模型准确性的基础上,基于特定赛道进行赛车的操纵稳定性分析,仿真分析赛车在8字绕环及耐久赛赛道上的稳态定转弯半径特性,并研究分析不同胎压对8字绕环比赛、不同下压力系数对耐久比赛的操纵稳定性影响。     

FSAE赛车车架结构优化和轻量化

车架是赛车的安装载体,所占赛车整备质量百分比很大。本文首先建立广东工业大学第一届FSAE赛车车架的三维几何模型;然后将几何模型导入到有限元软件中,建立了车架的有限元模型,对车架进行了静态受力分析和模态分析．根据仿真分析结果进行结构优化和轻量化设计,最后确定我校第二届FSAE赛车车架,实现车架减轻重量8．4kg。因此。结构优化和轻量化对赛车设计制造有重要意义。     

基于广义预测控制的汽车横摆稳定性控制

汽车在紧急避障操纵时容易丧失稳定性,通过四轮差动制动的方式对汽车施加附加横摆力矩可以实现汽车的横摆稳定性控制。由于汽车动力学模型的非线性以及参数和环境的不确定性,使用最优控制方法决策的附加横摆力矩在实际中往往无法保持最优。由此提出广义预测控制（GPC）方法决策附加横摆力矩。建立了七自由度非线性车辆模型作为预测模型,并通过实车试验对其精度进行了验证。通过Simulink/Carsim环境中的虚拟试验对GPC方法的控制效果进行了验证,结果表明GPC方法比LQR方法能更有效地提高汽车的主动安全性。     

基于模糊滑模的车辆横摆稳定性控制

针对分布式驱动汽车在极限工况下易出现失稳问题,提出了基于模糊滑模控制的车辆横摆稳定性策略。控制方案采用分层设计,上层控制模块利用模糊滑模理论求出车辆理想状态下的附加横摆力矩;下层考虑驱动电机输出最大力矩和路面附着约束条件,以降低轮胎纵向利用率为目标优化分配各车轮转矩。通过CarSim-MATLAB/Simulink联合仿真平台进行双移线工况仿真试验,结果表明,该控制策略下的车辆横摆稳定性显著提升。     

FSAE赛车的操纵稳定性仿真及测试

为了提高FSAE赛车的操稳性,应用多体动力学软件ADAMS和车辆操稳性能测试仪对FSAE赛车进行虚拟样机的仿真优化和实车测试。基于改进优化后的线性二自由度汽车模型,对整车中影响车辆操稳性的主要参数进行分析。介绍了整车模型的建模要点,选取悬架的弹簧刚度作为变量参数,开展整车仿真优化和实车测试。试验得出理想车辆载重比为45/55和前后偏频为3.79/3.55,可作为我校FSAE赛车的设计基准值。提出的有关FSAE赛车的操稳性研究方案,能够缩短研发周期和降低研发成本,提高设计研发的安全性。     

基于模糊PI的汽车横摆力矩控制研究

针对汽车直接横摆力矩控制,基于模糊PI控制理论研究了附加横摆力矩决策方法和基于二次规划的横摆力矩优化分配方法。横摆力矩控制采用分层控制方法,设计了模糊PI控制器和制动力优化分配器。模糊PI控制器根据参考值和车辆状态决策出所需的附加横摆力矩,并通过二次规划优化分配方法进行主动差动制动实现。采用Matlab/Simulink与CarSim联合仿真对控制方法进行仿真实验验证。结果表明:基于二次规划的附加横摆力矩优化分配方法相对于无控制时能够使汽车较好地跟踪期望值,有效提高汽车行驶稳定性。     

基于ADAMS的FSAE赛车转向梯形优化设计

在FSAE赛车悬架转向机构设计过程中,应用机械动力学ADAMS软件,建立FSAE赛车悬架转向机构的虚拟样机模型,分析转向机构断开点对阿克曼转向特性的影响,进行悬架导向机构和转向杆系的运动协调性优化分析以及阿克曼特性曲线优化分析,完成转向梯形优化设计。通过对比优化前后前束角变化特性曲线,变化较小,有效地减少了轮胎磨损,提高了赛车的行驶稳定性。     

基于Adams的FSEC赛车的操纵稳定性分析

操纵稳定性是汽车的重要性能,它决定着汽车的行驶安全性.为了研究某FSEC赛车的操纵稳定性,便于后续的悬架结构改进工作,基于Adams对赛车进行各子系统建模并装配成整车.然后按GB/T 6323—2014对整车模型设计进行稳态转向仿真和蛇形驾驶仿真,最后根据QC/T 480—1999对相应结果进行评分,得到稳态转向和蛇形...     

基于驾驶模拟器的FSC赛车操纵稳定性主观评价研究

针对FSC赛车开发过程中的操纵稳定性分析,基于驾驶模拟器对FSC赛车进行了主观评价研究。应用Car Sim建立了包含车体、轮胎、转向系统、悬架系统、制动系统及传动系统的驾驶模拟器FSC赛车仿真模型,并应用3D软件绘制三维车身、尾翼和发动机模型导入到Car Sim中实现整车动画仿真。制定了评价指标,在驾驶模拟器上设计试验工况,选取FSC赛车车手进行试验和做主观评价。结果表明,开发的FSC赛车具有良好的操纵稳定性。     

FSAE赛车的制动能量回收系统研究

基于华南农业大学纯电动方程式赛车队的FSAE赛车,自主研发设计出了一套建立在纯电动方程式赛车上的制动能量回收系统。通过系统的仿真和实车的实验来验证此套制动能量回收方案的可行性,从而进一步研究提高电动方程式赛车的能量利用效率的方法、为改善电动方程式赛车续航问题提供有益借鉴。     

FSAE赛车车架的自由模态分析

车架是FSAE赛车的承载主体,同时为车手提供安全保障。在建立好车架的三维模型后,导入到ANSYS中进行处理,然后利用有限元法对FSAE赛车车架的自由模态进行了研究。通过分析得到车架的前6阶固有频率和振型,并验证了车架固有频率是否避开了激振的频率范围,为车架的优化设计提供了理论依据。     

FSAE赛车运动的现状与发展趋势分析

FSAE赛车运动已成为具有全球影响力的世界性大学生工程设计竞赛,对工程教育与汽车工业的发展有着特殊的意义。介绍FSAE的国内外现状及发展趋势,针对我国FSAE赛车运动与国际存在差距,与国际交流不足,企业和高校参与积极性不高等问题,分析原因,提出对策,促进我国FSAE赛车运动持续健康发展。     

基于ADAMS/Insight的FSAE赛车前悬架参数优化分析

基于CAD建立了FSAE"宁远02"赛车的二维三视图模型,获得了前悬架的关键硬点坐标,在ADAMS中建立了前悬架多刚体动力学模型并进行了平行轮跳仿真,通过分析仿真结果,对前轮外倾角、主销后倾角、前束、主销内倾角为优化目标,运用了ADAMS/Insight,采用二水平部分因子实验设计方法,对影响前轮定位参数因素进行灵敏度分析,优化了灵敏度较高的因素。优化后前轮定位参数随轮跳的变化得到了改善,有利于提高整车的操纵稳定性。     

FSAE赛车悬架系统的设计及分析

根据FSAE大赛规则要求,对赛车悬架系统的类型进行了选择,并对其进行了设计,确定了悬架的基本参数,在此基础上,在CATIA软件中建立了悬架总成的三维模型,对其关键零件前悬架摇臂进行了有限元分析,结果表明,其强度满足要求,对实车的制造提供了一定的参考.     

基于分层模型的轮毂电机驱动车辆直接横摆力矩控制

为提高多轮轮毂电机驱动车辆动力学综合控制性能,提出了一种基于分层模型的直接横摆力矩控制策略。上层为运动跟踪控制层,设计了基于车轮转角的前馈控制器,对车辆横摆角速度稳态增益进行调节,同时将滑模控制进行改进,设计了滑模条件积分控制器进行反馈控制,使横摆角速度追踪其期望值;下层为转矩优化分配层,基于稳定性优先原则,建立了以减小轮胎负荷率为目标的优化函数,并且将控制分配问题转换为二次规划问题进行求解。依托某型8×8轮毂电机驱动样车进行实车试验,结果表明,在连续转向工况和双移线工况下,所提出的控制策略使车辆最大横摆角速度偏差分别降至理想横摆角速度的6%和9%以内。此外,该策略能够有效控制轮胎负荷率,实现转向行驶时的转矩优化分配,改善了车辆操纵稳定性。     

基于ADAMS的FSAE赛车整车仿真分析和参数优化设计

针对某FSAE赛车,基于机械系统动力学分析软件ADAMS中的ADAMS/Car模块,建立整车模型(包括前悬架、后悬架、轮胎、转向机等),根据中国大学生方程式比赛动态项目建立路面文件,进行包括八字环绕和稳态回转仿真试验等在内的操纵稳定性仿真试验,分析该样车的操纵稳定性,为进一步提高赛车的瞬态响应性能、急剧转向性能等具体性能,给出更加明确的设计参考。     

基于MPC的车辆横摆稳定控制器设计

设计了一种基于MPC的车辆横摆稳定控制器。首先从车辆横摆稳定性的控制需求分析出发,提出了整体控制方案;分析了采用模型预测控制方法设计控制器的具体过程;在此基础上,介绍了从控制器中决策出的附加横摆力矩在各个车轮间的分配方案;并设定了不同的工况,对横摆稳定控制算法进行离线仿真实验,验证采用模型预测控制方法解决横摆稳定控制问题的有效性。     

基于稳定性的并联机构自适应控制

针对并联机构存在参数变化及不可预测的未建模误差的特点,提出一种基于模型的参考自适应控制策略。将机构系统的参数变化及未建模误差看成对实际系统的扰动,建立理想的参考模型,依靠系统状态及其误差构造自适应反馈律,利用稳定性理论推导自适应控制律,使得实际机构与参数模型具有相同的动态特性。实例显示,自适应控制器对参数变化及未建模误差引起的运动误差具有很好的抑制作用,保证机构对规划的目标运动具有很高的跟踪精度。