摘要：针对某型电动挖掘机的乘员防护,提出使用基于等效静态载荷法的拓扑优化方法设计落物保护装置(Falling Object Protective Structures,FOPS)。首先,使用基于位移等效原则的等效静态载荷法,将动态非线性碰撞过程简化为多工况条件下的静态非线性变形过程。随后,提出使用加权系数法,将动态非线性拓扑优化简化为多工况条件下的静态非线性拓扑优化,可显著提高拓扑优化的计算速率和收敛性。最后,基于拓扑优化结果设计FOPS,并按照GB/T 17771—2010进行仿真试验分析。结果表明,新设计的FOPS无须额外加强即可满足乘员落物保护要求,且FOPS的总质量减轻了49.8 kg,这对降低工程机械的采购和使用成本,以及满足节能减排具有积极意义。

摘要：为提高某型号挖掘机滚翻保护结构(ROPS)的耐撞性并降低其总质量,研究使用结构响应分析及多目标优化方法对其进行优化。通过部件吸收的能量和承受的截面力等结构响应,评估ROPS中的各个部件对结构吸能特性和变形机理的影响。根据结构响应分析筛选出可提升结构吸能量并降低质量的部件,将其厚度作为设计变量,以乘员与ROPS之间的最小距离(安全距离)最大化、质量最小化为目标函数,以ROPS的吸能量为约束函数进行多目标优化。优化结果表明:最优解在满足ROPS性能要求时,安全距离增大121.77%,结构总质量下降10.62%,该研究可为工程机械的ROPS轻量化设计提供指导。

摘要：提出使用考虑强度的拓扑优化方法对某乘用车轮毂进行结构优化,在提高结构强度的同时,降低其总质量。首先,根据原设计确定设计空间,使用P范数建立全局应力函数并将其作为优化的目标函数,以体积分数为约束函数,对轮毂进行拓扑优化。基于拓扑优化结果,重新设计轮毂,分别建立原设计和优化后轮毂的有限元模型,并对比其结构性能。结果表明,与原设计相比,优化后的设计方案应力分布更均匀,最大von Mises应力下降11.4%,总质量下降4.5%。本文使用的考虑强度拓扑优化方法可为设计强度更好更轻质的轮毂结构提供参考。

摘要：采用分布式驱动的新能源电动汽车,其驱动转矩的分配摆脱了传统驱动装置固有的束缚,从而获得了提升自身性能的极大潜力。文章以某运动型分布式驱动电动汽车为对象,通过优化分配各车轮驱动转矩来提高车辆的多项行驶性能。根据分布式驱动电动汽车的驱动特点,使用CarSim和Simulink联合建立了车辆动力学模型;以车辆能效优化及稳定性为控制目标分别设计了相应的转矩优化分配控制策略;为解决多目标同时控制时互相干涉的问题,在各控制策略之上设计了多目标联合控制策略;最后选择典型工况进行仿真实验,实验表明:基于各目标的单个转矩优化分配控制策略都达到了良好的控制效果;在多目标联合控制策略的调控下,各转矩优化分配控制策略可以协调工作,根据实际情况各自发挥能效。

摘要：为提高车辆的横摆稳定性,文章提出了一种基于差动驱动的分布式驱动电动汽车横摆稳定性控制策略。首先,以某分布式驱动电动汽车为研究对象,使用Simulink建立了车辆动力学模型,并与CarSim车辆对比验证了所建模型的正确性;然后,以车辆横摆角速度偏差及车辆质心侧偏角偏差为输入,以附加横摆力矩为输出,设计了模糊控制器(上层控制),考虑轮胎附着力限制及轮胎附着力利用率,设计了驱动转矩分配控制器(下层控制);最后,选取典型工况进行仿真实验。实验结果表明,所设计的车辆横摆稳定性策略可将车辆横摆角速度偏差降低40%以上,车辆质心侧偏角偏差降低80%以上,从而使车辆的转向运动趋向于中性转向,有效提高车辆的横摆稳定性。

摘要：建立详细的四自由度电动助力转向(EPS)系统机械电气模型,考虑Fiala轮胎模型和二自由度整车模型,引入以转向盘输入角为反馈信号的驾驶员模型,构建装备EPS系统的人-车非线性闭环系统模型。采用模糊控制器确定目标电流并通过PID控制和脉冲宽度调制(PWM)实现其跟踪控制,构建电流闭环控制,并采用基于非线性控制设计(NCD)的单纯形自寻优法对参数进行优化。通过仿真计算,以转向盘输入转矩以及整车的横摆角速度、侧向加速度为指标,研究分析了EPS系统在人-车非线性闭环系统中的基本特性。

摘要：某混合动力车型是在传统燃油车架构基础上设计加装电池及电力驱动等电气系统组合而成,由于匹配之后的车辆重量和质心位置发生了变化,造成车辆后轴不稳,后轴容易甩尾失控。为了解决车辆稳定性问题,对车辆底盘零部件硬点位置及零件刚度两个方面进行更改,对更改之后的车辆进行主观评价,稳定性得到较大提升。最后根据文中结论给出车辆稳定性问题的解决方法,调校结论可以为轿车底盘调校提供参考。

摘要：参考整车二自由度模型,建立汽车在低速和中高速回正工况下的电动助力转向系统动力学模型。考虑到系统的复杂性、模型参数的不确定性和外界扰动,结合两种具有良好鲁棒性的控制策略(模糊控制策略和滑模控制策略)各自的优点,设计了用于改善电动助力转向系统回正特性的模糊滑模控制器。仿真结果表明,汽车低速和中高速时的回正特性都得到了改善,很好地解决了汽车回正过程中的回正不足和回正超调,验证了模糊滑模控制算法的有效性。

摘要：受负载扰动及参数时变等因素影响,永磁同步电机调速系统的鲁棒性会变差,滑模控制对于系统的参数变化、模型不精确及外部扰动等因素不敏感,能够有效提高永磁同步电机控制系统的鲁棒性,但滑模控制实现过程中却存在抖振问题.为解决鲁棒性和抖振问题之间的矛盾,提出一种分数阶滑模控制方法,通过在分数阶滑模面的设计中使用分数阶饱和函数代替符号函数,更有效地消除滑模控制的抖振问题.仿真和实验表明:相较于传统的滑模控制,所提控制方法使得永磁同步电机调速系统具有更好的动态性能和抗负载扰动能力.

摘要：将电动助力转向系统模型、轮胎模型以及非线性整车模型联系起来,建立完整的汽车转向动力学模型。针对EPS转向、回正、阻尼三种不同的工况,采用自适应模糊PID和PID控制算法对EPS分别进行了助力、回正、阻尼控制。仿真结果表明:所设计的助力特性比较好的解决了转向轻便性和路感的矛盾,回正控制改善了车辆低速时的回正性,抑制了车辆高速时的回正超调现象,阻尼控制能够有效的抑制路面的高频干扰,提高了汽车高速直线行驶的稳定性。