摘要：针对现有下肢外骨骼结构与躯体匹配度较低的问题,通过在现有反四边形关节的基础上引入额外的自由度,提出了一种气动人工肌肉驱动的新型可变瞬心人工膝关节。结合可变瞬心外骨骼的运动学分析对其瞬心轨迹方程进行了求解,并采用粒子群算法对膝关节结构进行了优化设计;采用模糊PID控制器对其运动进行了仿真与分析,并进行了实验研究。研究结果表明:提出的新型可变瞬心人工膝关节的瞬心轨迹与人体关节理想瞬心轨迹具有更好的匹配度,为具有人机相容性结构的优化设计提供参考与经验支持。

摘要：针对协同自适应巡航控制系统,采用基于模型预测控制原理的一种鲁棒跟车控制算法。考虑头车位置、速度、加速度等信息建立带有头车加速度干扰的车间纵向动力学模型。考虑跟车过程中的舒适性和安全性,建立了带有误差修正项的模型预测控制算法,提高了控制系统的鲁棒性。从Carsim/Simulink联合仿真可以看出:跟随车辆与前车的车间距始终大于最小安全距离,同时跟随车辆的加速度峰值比头车小,且变化趋势也更为平缓。在达到协同自适应巡航控制系统目的的同时,满足了安全性和舒适性的要求。

摘要：基于某高速汽油机,对燃烧室结构、燃油喷射特性、凸轮型线改型设计为稀薄燃烧发动机。提出利用响应面模型对正时策略进行分析和优化的研究方法,并建立利用响应面进行多目标优化计算的流程。以提高有效功率和降低有效燃油消耗率为优化目标,以点火正时、空燃比和进排气正时为设计变量,建立了发动机性能与响应面耦合优化模型。分析与试验结果表明:较标准混合比燃烧时,稀薄燃烧发动机的进排气提前角减小,点火正时提前,最低燃油消耗率下降3.9%,最大功率提升9.7%;同时利用响应面优化方法提高了优化效率。

摘要：提出一种新型连续梯度变截面薄壁圆锥管(FGTT管),其截面直径沿其轴向以一种函数梯度的方式连续非线性变化,较传统等截面薄壁圆管(圆柱管)、连续线性变截面薄壁圆管(圆锥管)具有更好的可设计性及更大的吸能潜力,工程应用价值较大。首先,建立了FGTT管轴向冲击有限元数值模型并进行了精度验证,以此为基础采用有限元数值模拟方法分析比较了FGTT管与传统圆锥管轴向冲击吸能特性,并分析了上下直径差、梯度指数、冲击速度对FGTT管轴向冲击吸能特性影响规律;在此基础上,以FGTT管壁厚、上端半径和梯度指数作为设计变量,以其轴向冲击比吸能和初始峰值力为优化目标,结合拉丁超立方试验设计、响应面近似模型及NSGA-Ⅱ多目标优化算法对其进行了耐撞性多目标优化设计。优化结果表明:优化后的FGTT结构与初始常规圆锥形结构相比,初始峰值力得到了很大程度的改善,下降了45.4%;比吸能较原结构提高了13.5%;与原结构相比,该FGTT结构的质量减少51.031%,取得了良好的优化设计效果。

摘要：以某车型前防撞横梁内板为研究对象,采用有限元方法分析了该零件冲压成形过程中的主要缺陷。针对影响其成形的主要因素(压边力、摩擦系数、模具间隙和冲压速度),设计了正交试验。基于综合平衡法,进行了工艺优化。制定出零件不破裂和起皱时,回弹量最小、厚度减薄小的最优工艺参数。这对该零件的实际冲压工艺设计具有重要的工程意义。

摘要：选取具有独特性能和优势的电动车作为研究对象,采用轮毂电机加上液压系统进行动力输出,设计稳定性控制器对车辆的横摆稳定性进行控制。通过分层结构的控制器对横摆力矩进行控制,利用电液协调系统调节,增强其横摆稳定性。经研究,设计的基于滑模控制横摆稳定控制器以及电液协调系统对车辆横向稳定性有很大提升。从仿真结果来看,对于质心侧偏角和横摆角速度控制效果很好,车辆抗失稳能力有很大提升,证明了电液协调系统和滑模控制的可靠性。通过NI硬件在环系统对所设计控制器进行验证,证明了其有效性和实时性。

摘要：翼尖小翼能利用机翼翼尖产生的三维绕流为机翼提供额外的升力和前进的推力,其独特的作用机理同样适合用在汽车尾翼上。由于汽车的尾部流场与航空器有较大差别,使传统的航空器翼型很难满足汽车用翼尖小翼的设计需求,同时翼尖小翼的附加会使尾翼翼面因额外的弹性变形而产生新的气动载荷分布,这就需要对车用翼尖小翼进行设计和优化。首先,利用准均匀B样条曲线来拟合翼型,再对拟合的翼型进行小翼的三维参数化建模,最后,使用双向流固耦合的分析方法来考虑静气动弹性对附加了小翼的汽车尾翼的实际影响,并在三维流场中通过数值仿真的手段对小翼翼型及其形状参数进行优化设计。最优样本进行了风洞试验验证和比较,结果说明仿真具有较高的模拟精度,同时风洞试验与数值仿真的结果表明:翼尖小翼通过优化设计能为安装有普通尾翼的汽车带来额外下压力的同时减小其气动阻力;相较于刚性翼,考虑静气动弹性的新型尾翼,其最优解集有使汽车模型的升力系数增加而阻力系数减小的趋势。

摘要：为改善乘车舒适性,建立1/4主动悬架模型,提出模糊自适应PID控制策略,并基于FPGA平台,应用VHDL语言在RTL级上实现模糊控制。该PID控制器以车身垂直速度的误差及误差变化率作为模糊控制器的输入,根据模糊规则推理,对PID参数进行在线优化,利用MATLAB/Simulink对模糊自适应PID控制器进行仿真。结果表明:具有模糊自适应PID控制器的主动悬架在提高车辆舒适性方面明显优于被动悬架。最后,采用FPGA设计方法,对模糊控制器的主要模块进行设计。

摘要：针对传统分析方法将转子系统、框架系统分离而存在的不足,提出控制力矩陀螺转子-框架耦合系统动力学分析方法,利用ABAQUS建立转子、框架及耦合系统有限元模型,对转子、框架、耦合系统进行模态分析和谐响应分析,揭示转子、框架、耦合系统模态特性和谐响应规律。结果表明:与单独分析转子、框架相比,转子-框架耦合系统动力学特性的分析结果有较大差异,通过转子-框架耦合系统分析可有效筛选系统共振点;转子、框架、转子-框架耦合系统谐响应“峰值”频率与模态频率并不完全对应,且各阶“峰值”大小不同,这与振动参与系数有关,合理设计振动参与系数可有效提升系统优化设计准确性。所得结果可为控制力矩陀螺优化设计提供理论参考。

摘要：驱动防滑控制研究存在建模方法单一,控制器的目标滑转率不能与变化的路面条件相适应,未考虑车辆轴荷转移对车轮附着性能的影响等问题。为解决上述问题,建立基于Carsim与Matlab/Simulink联合仿真的整车动力学模型;设计基于双模糊算法的自适应驱动防滑控制器,控制器中加入路面识别模块,能够估计变化的路面附着条件,根据估计结果选择最优的目标理想滑转率,实现对当前路面的自适应控制;分别设计前后轴驱动防滑控制器,实现前后轴差别控制。针对不同工况,对建立的整车模型及驱动防滑控制器进行验证。