车辆虚拟仿真试验软硬件系统与方法研究

随着计算机虚拟现实技术的发展和应用,车辆试验领域也出现了用虚拟仿真试验代替实车实地试验的传统模式的新突破。文章介绍了车辆虚拟仿真试验的概念及特点,并对车辆虚拟仿真试验系统的软硬件设计进行了分析与探讨,旨在为车辆虚拟仿真试验系统的研究与开发提供实践依据。     

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。     

果园作业车稳定性控制方法研究

针对果园作业车运动特点,建立整车侧倾、俯仰模型和轮胎模型,并推导出主动转向稳定性控制模型;以该控制方法为基础,在Matlab/Sim Mechanics中构建车辆仿真分析模型,模拟果园作业车在不同工况条件下的运动状态,并将PID控制算法融入主动转向控制模型,实现车辆运动稳定性控制,借助模型仿真分析证明控制模型的可行性与有效性;通过实车比例模型与仿真分析模型对比试验,进一步验证Matlab/Sim Mechanics仿真模型与实车模型的一致性与实用性。     

履带车辆牵引特性的仿真与验证

履带车辆的地面牵引特性是反映车辆行驶性能的重要指标之一。通过实车试验对某履带式车辆在不同路面上进行测试,获得地面牵引力与滑转率的一一对应的关系,并通过建立履带车辆的多刚体动力学模型和指定土壤的路面模型,对该车辆模型进行了虚拟试验测试,所得到的车辆地面牵引力与滑转率的对应关系与实车试验结果有较好的一致性,研究结果表明,文中所采用的方法可以用来估计车辆的地面牵引特性。     

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。     

纯电动汽车动力系统参数匹配及试验研究

以某款纯电动轿车为研究对象,在整车性能指标和系统结构确定的基础上,对整车动力系统部件进行了参数匹配。利用CRUISE软件建立整车模型,对其进行动力性和经济性仿真分析,并对实车进行相关试验研究。CAE仿真及试验结果表明,所确定的动力系统方案能够满足整车基本性能要求。     

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.     

基于虚拟样机的汽车稳定性主动横摆模糊控制

在ADAMS/Car中建立了某车型的整车虚拟样机模型,通过曲线行驶的仿真和实车试验对比,验证了模型的正确性。建立汽车稳定性控制系统侧偏和横摆联合模糊控制仿真模型,通过鱼钩仿真试验,表明所建立的主动横摆控制系统能够很好的控制车辆稳定行驶。     

基于数字孪生的智能驾驶汽车整车在环测试系统研究

数字孪生（Digital Twins,DT）是借助实时仿真技术将真实物体映射到虚拟世界的系统,应用数字孪生技术可实现虚拟道路场景下真实智能汽车的自动驾驶测试。设计了一套基于数字孪生的智能驾驶汽车整车在环测试系统,并将其应用于AEB系统的开发验证。在数字孪生技术框架下结合仿真测试工具、V2X通信设备、真实测试车辆等功能单元,形成虚拟环境与真实环境相互映射的整车在环测试系统。基于虚幻引擎（Unreal Engine）4构建真实驾驶环境的镜像仿真场景,利用V2X通信技术将实车状态数据实时传输到虚拟AirSim车辆控制器,同时向被测车辆反馈仿真场景环境感知数据。考虑测试系统信号延时的影响,通过多种工况的整车在环测试对AEB控制算法进行优化改进。通过实车试验验证了基于数字孪生的智能汽车测试方法的有效性与优越性,结果表明该测试方法既保留了实车测试的真实性,也可以有效避免实车测试的危险性。     

半主动油气悬架系统模糊控

以两自由度悬架模型为研究对象,针对半主动油气悬架系统,提出了以悬架动挠度为控制目标的模糊控制策略,并对系统进行仿真和实车道路试验.结果表明,采用模糊控制的半主动油气悬架在衰减车辆振动、提高车辆行驶平顺性方面优于传统被动油气悬架.     

基于实神经网络代数算法的汽车逆动力学仿真

针对汽车操纵逆动力学的研究现状,采用实神经网络代数算法,对汽车逆动力学进行研究.根据二自由度汽车开环系统模型的运动微分方程和双移线道路模型,进行“正问题”的求解,将获得的样本输入实神经代数网络进行训练.将训练过程与BP网络算法的结果进行对比,说明代数算法的优越性.另取一组仿真值输入训练成功的代数网络进行识别,将得到的汽车方向盘转角与仿真结果进行对比,验证网络精度.最后进行实车试验,将试验数据与神经网络识别结果进行对比,再次验证其准确性.     

基于非平稳约束试验系统的汽车附着极限稳定性研究

提出基于非平稳约束试验系统的汽车附着极限工况下行驶稳定性控制性能试验方法,建立了非平稳约束试验系统动力学模型,针对奇瑞A3轿车,基于Matlab/Simulink建立了汽车行驶稳定性控制非平稳约束试验仿真系统,分别在典型附着极限工况下进行有、无ESP控制以及有、无试验系统的车辆稳定性控制性能对比分析和验证。研究结果表明,所提出的基于非平稳约束试验系统的汽车附着极限工况下行驶稳定性控制性能试验方法合理可行、安全可靠,为附着极限工况下汽车ESP控制系统开发提供了可靠试验平台和有效试验验证方法。     

羊用撒料试验台测试系统的设计

为了解决羊用搅龙式撒料车撒料不均匀、投料效率低等问题,在维持原有工况条件下,研制开发了具有测试系统的撒料试验台。该试验台基于成型的搅龙撒料车设计的机械系统,以labwindows/CVI为开发工具,结合PLC控制技术建立了撒料试验台测试系统。试验台同步监测均匀性影响因子及其关键转动轴实时动态受力,测控系统与试验台的结合避免了传统试验与动态受力的不一致性,为后期撒料车优化设计提供了理论依据。     

基于ADAMS的脉冲路面车辆行驶平顺性仿真研究

基于多体系统动力学理论,建立了某轿车整车多刚体虚拟样机。根据国家标准,在ADAMS中建立了脉冲路面虚拟试验场并进行了整车平顺性仿真分析。研究结果表明,由于采用了伸张行程阻尼力远大于压缩行程阻尼力的大阻尼减振器,使该车悬架系统具有较好的减振效果,在脉冲路面上该车行驶平顺性良好,车身质心最大振动加速度值不会影响乘员的健康。     

阻力控制系统负载模拟器的设计

负载模拟器是进行动力机械室内模拟试验的必要设备。本文针对以往负载模拟器设计方案存在问题,在拖拉机阻力控制系统动态特性室内模拟试验台的设计中提出了改进设计方案,对一般动力机械负载模拟器的设计有普遍参考价值。     

液力变矩器液压系统设计与动态特性仿

设计了液力变矩器液压系统.通过理论算法设计出各个阀体的结构尺寸.采用ITI-SimulationX仿真软件建立了某液力变矩器液压系统动态仿真模型.对液压系统的动态特性进行了仿真分析,并把仿真分析结果与试验测试结果进行了对比.结果表明,仿真模型能够较好地与试验测试结果吻合.分析了液力变矩器液压系统压力和流量的仿真结果,以及液压系统不同结构参数对系统动态特性的影响.     

基于BP神经网络的车身钣金件冲压成形回弹预测

选择车身碰撞盒冲压成形中的压边力、板料厚度、板料初始尺寸和润滑条件作为试验参数进行了冲压成形数值模拟试验与生产试验，并测取了三维空间各点的回弹值；在数值模拟与生产试验的基础上，建立了基于BP神经网络的回弹预测模型，并应用该模型对压边力、板料厚度、润滑条件综合影响下碰撞盒法兰边的回弹进行了模拟和预测，结果表明采用双隐层的4层BP神经网络结构模型能够很好地预测碰撞盒法兰边回弹的大小、回弹的分布和回弹的变化趋势。     

某车型扭力梁后桥总成优化设计

某车型扭力梁后桥总成开发后,台架试验时出现横梁开裂问题。对台架试验中出现的问题进行优化设计,最终使本款车型的扭力梁后桥达到强度、疲劳设计要求,满足疲劳试验的要求。主要包括4个阶段的整改．每个阶段整改的后桥都进行设计优化,疲劳仿真,疲劳台架,再设计优化的过程。整改期间还包括工艺优化,材料优化的过程。     

车辆主动悬架LQG控制器的设计与仿真分析

通过建立 1 / 2车辆模型和路面输入模型 ,应用最优控制理论进行了车辆主动悬架的 L QG控制器的设计 ,并在 Matlab/ Sim ulink环境中建立系统模型并进行仿真模拟 ,将主、被动悬架的车身加速度、仰俯角加速度、悬架动挠度及车轮动位移 4项指标进行了对比分析。仿真结果表明 ,具有 L QG控制器的主动悬架对车辆行驶平顺性和乘坐舒适性的改善有良好的效果     

缓冲吸能式保险杠的低速碰撞试验和仿真

针对某型号国产汽车保险杠和一种加装缓冲装置的缓冲吸能式保险杠,对其结构的吸能特性用LSDYNA3D软件进行了计算机仿真模拟研究,并通过试验进行了验证,得出缓冲吸能式保险杠具有较好的吸能特性的结论,这对于提高汽车的被动安全性能具有积极的意义。