摘要：为了解决汽车CAN网络的消息处理、数据丢包等行为会引起汽车控制系统的时间迟滞效应,从而影响整车动力学控制的准确性的问题,提出了基于鲁棒模型预测控制的汽车横摆稳定性控制策略.首先分析了CAN网络的消息时延特点,以此为基础构建多胞时滞动力学模型描述汽车网络的参数不确定性.进一步设计了包含不确定参数的鲁棒模型预测控制器,提高了汽车主动安全控制器的抗干扰能力.此外,横摆稳定控制策略还使用基于渐进稳定不变椭圆集的变时域最优控制律提高了鲁棒控制算法的在线求解效率,平衡了系统控制鲁棒性和最优性的矛盾.结果表明,提出的控制策略能够抵抗CAN网络时延诱导的参数不确定性,缓解鲁棒控制算法的保守性,提高汽车转向时的主动安全性能.

摘要：研究局域共振型声学超材料的带隙特性时,面临的首要问题是寻求一种带隙特性的高效解法。为此,本文以局域共振型声学超材料薄板为研究对象,提出了一种基于能量泛函变分原理及正交多项式级数展开的带隙计算方法。该方法通过合并基体板及共振子的动、势能及外力功建立元胞的能量泛函,经过变分运算得到元胞的振动控制方程,进而引入第一类Chebyshev正交多项式作为基函数将控制方程进行离散。为克服无法直接对离散控制方程中的广义坐标施加周期边界条件的困难,该方法将连续边界条件弱化到若干选定的配点上以离散方式实现,并将对应的一组线性约束条件通过拉格朗日乘子法施加到系统中。仿真结果表明,该方法具有较高的计算精度和效率,并可应用于"局域共振子-夹层板"等复合结构的带隙特性研究。本文方法为局域共振型薄壁超材料的带隙求解提供了新的思路,丰富了声学超材料的振-声学理论,并为薄壁超材料的工程设计和优化提供了技术支撑。

摘要：为解决轮毂电机独立驱动电动汽车的主动安全控制和参数估计问题,提出自适应质心侧偏角观测器和基于线性时变理论的模型预测横摆稳定控制策略。首先,建立指数型的滑模观测器识别质心侧偏角,并利用闭环侧向力积分算法消除观测器的稳态误差。然后,引入线性时变理论(Line-time varying,LTV)构建轮胎的准线性模型,并基于此设计横摆稳定系统的模型预测控制器(Model predictive controller,MPC)。为减少控制器的计算负担并提高系统的瞬态响应,采用Laguerre网络拟合全时域的预测控制序列。通过求解具有不等式约束的二次规划函数,获取所需要的外部横摆力矩,并将其分配至4个轮毂电机。数值仿真和实车试验结果表明,提出的自适应滑模观测器可以精确地观测质心侧偏角,具有很强的鲁棒性;提出的横摆稳定控制器可以解决轮胎的非线性饱和问题,进一步提高车辆的主动安全性。

摘要：针对湿式离合器开发过程中对偶钢片平行度的实际设计要求,运用ABAQUS有限元分析软件建立湿式离合器摩擦副三维有限元模型,研究对偶钢片平行度对其热特性的影响,为对偶钢片平行度的设计要求提供了理论依据。研究结果表明,对偶钢片平行度会改变摩擦副接合面接触压力分布状态,增加对偶钢片径向温度梯度和应力梯度,使其接合表面出现局部高温区;对偶钢片最高温度和最大应力随平行度的增大而增大,当平行度为0.1 mm时,对偶钢片最大等效应力超过其材料的屈服极限,材料会发生塑性变形。

摘要：为了对G324牵引车的车架进行强度分析及改进,根据牵引车的实际工况,选择对车架影响较大的弯扭工况进行分析,利用HyperMesh有限元软件建立了某牵引车车架结构有限元分析计算模型。通过计算得出该车架在这两种工况下的应力分布云图,对车架进行改进并分析增加L板和将鞍座瓦轮板改为平板以及取消加强板3种模型的实际情况,得出满足车架强度要求的具体模型,为牵引车车架的设计及改进提供参考依据。

摘要：为了对汽车外形进行优化设计,利用CFD软件与智能算法相结合的方法,以在天窗微开高速行驶状态下的汽车为优化的对象,选取气动阻力最小、气动升力为0、天窗后缘压强最小为`优化目标,以汽车关键外形参数为设计变量,对汽车气动外形进行多目标优化设计.同时,应用了数据挖掘技术评价设计变量与3个目标函数的影响关系,选取优化后的最佳关键参数制作汽车模型并进行风洞试验验证.研究结果表明:通过遗传算法优化的车身外形,在其他设计目标满足要求的条件下成功地将阻力系数降低了9.5%,并通过风洞试验验证了该智能算法结果的准确性.基于智能算法的汽车气动外形设计具有指导意义与实际应用价值,为汽车气动外形的多目标优化设计提供了一种高效、精确、可靠的先进优化方法.

摘要：高速气动悬浮列车(Aero-train)是一种利用机翼地面效应原理的创新型高效高速低能耗高速列车。本文以LA203A为基础翼型,利用遗传算法与数值模拟的方法对基础翼型进行气动优化设计。通过对优化翼型的地面效应模拟分析,得出优化后的翼型其气动特性有明显改善,并由此得出气动悬浮列车单向翼离地间隙、迎角与阻力、升力、升阻比之间的关系。利用CFD技术对安装有基础机翼和优化后机翼的气动悬浮列车初始研究模型(AERO-1)整车气动特性进行数值模拟以及分析前后端机翼的流场特性,并利用风洞实验方法对装有优化机翼的气动悬浮列车初始研究模型(AERO-1)气动特性进行研究。利用遗传算法优化后机翼翼型升阻比特性较基础翼型最高提升26%,具备优化机翼的气动悬浮列车(AERO-1)在地面效应下的气动特性优于原始模型。本文研究为机翼地面效应分析以及气动悬浮列车研究提供理论依据。

摘要：针对某高速汽油机中低转速工况下动力性能较差的实际问题,分别建立发动机一维模型和三维模型,计算分析导致汽油机在中低转速工况下动力性能差的原因并确定优化参数。在此基础上利用试验设计方法(design of experiment,DOE)分析了多影响因素共同作用对发动机动力性能的影响,随后采用遗传算法对原发动机动力性能进行多目标优化。优化结果显示汽油机在目标转速工况下的转矩和功率都有10%以上的提升,在中低转速工况下的动力性能得到较大提升。最后根据优化结果试制样机并进行台架试验,结果显示在5000 r/min转速工况下,样机的转矩和功率分别提升29.7%和28.1%,样机相较于原机在中低转速工况下动力性能有较大提升,解决了原发动机在中低转速工况下动力性能较差的实际工程问题。

摘要：鉴于活塞摩擦磨损、敲击对发动机综合性能的影响,针对某小型汽油机活塞存在的早期异常磨损现象,通过搭建活塞动力学仿真模型,从敲击、摩擦产生的诸多因素入手,将其影响因子逐一进行研究分析。提出一种利用响应面模型对活塞摩擦与敲击特性关键影响参数进行优化的研究方法,建立了以活塞型线、配缸间隙、活塞销偏置、曲轴偏置为优化设计变量,以敲击能峰值最低和摩擦损失最小为优化目标的多目标优化模型。研究结果表明:所研究的发动机在最大转矩工况下,优化后的设计参数匹配可使活塞组摩擦损失降低9.13%,最大敲击能降低29.20%。最终对优化样机进行了台架试验验证,优化后发动机功率平均提升2.37%,转矩平均提升2.54%,机械效率平均提升2.06%,燃油消耗率平均降低1.19%,活塞磨损情况得到改善。

摘要：为了探究汽车排气系统波纹管简化模型的合理性,对简化模型进行数值分析和理论研究.首先,以某重型卡车排气系统为研究对象建立有限元模型,将波纹管简化为零长度的CBUSH单元,对系统自由模态进行分析;其次,用波纹管将排气系统分隔开简化为二自由度模型进行理论计算;最后,综合对比分析表明,第7阶和第8阶模态频率接近于零,主要原因是绕X,Z轴刚度较小,验证了波纹管在该方向的隔振效果良好.理论方法与数值计算具有普遍性和工程指导意义.