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车辆悬挂系统优化设计

车辆悬挂系统设计是在保证满足车辆行驶平顺性、操纵稳定性与工作可靠的条件下,确定悬挂系统弹簧刚度与减振器阻尼系数及其结构布置。以往由经验设计方法确定,而没有考虑在一定道路条件下要求达到的机动性指标,属于可行设计范围,而不是优化设计。近十多年来优化设计已在航空、汽车、建筑等领域广泛得到应用,近几年来国内也开展了此项工作。 车辆悬挂系统是一个动态系统,其振动状态随外界激励条件随时间改变。系统的动态特性的数学表达式即数学模型,推导一个合理的数学模型是优化设计的重要内容。动态系统可用微分方程来描述,求解徽分方程即可得动态系统对激励的响应。 图1为五自由度系统的车辆模型,用下列五个变量就可以描述系统瞬时任何位里:车体垂直位移与角位移::与勺,前后车轮位移礼、介,驾驶椅(或发动机)位移z:。丁州:分,劝ze:, 田1五自由度系统车辆振动棋型度和效率比传统方法高得多。 2.目标函数和约束条件 如考虑车辆质量分配系数接近于1,可以将前、后桥振动独...  (本文共11页) 阅读全文>>

《机械设计》1984年02期
机械设计

随机激励时车辆悬掛系统的优化设计

一、优化设计简述 随着生产和科学的发展,传统的设一计步骤和方法已不能满足对设计所提出的更高更严格的要求,尤其对缺乏先例作参考的设计,生产实践已要求设计工作者从被动的安全校核转到积极主动地从各个可行的设计方案中寻求尽一可能完善的或最适宜的方案,即优化设计。所谓最优化设计就是根据最优化原理,用最优化数学方法,在计算机上进行自动设计的过程。用传统方法进行设计时,设计者根据经验和资料进行设计,然后进行校核,一般达到指标使停止。这种方法,除非课题的数学模型特别简单,否则一般得不到最佳方案。而优化设计在方案调整过程中,计算机能按照优化程序将每次求得的新方案的有用信息传递给下一个方案,使优化沿着改善的方向进行。这样工程设计就从被动校核走向主动寻找,就可能从众多个可行的方案中寻找到最优的方案。 (一)目标函救和约束条件 在进行工程优化设计时,常常需要根据间题的客观规律、待点及客观条.。的限制,将工程间题抽象成便于设计计算的数学模型。数学模型一般...  (本文共7页) 阅读全文>>

《火力与指挥控制》2008年S2期
火力与指挥控制

车辆悬挂系统的主动优化控制器设计及仿真

引言车辆减振主要是通过使用车辆悬挂系统来完成。主动悬挂具有外部能源的输入,它能够根据车辆的行驶状态和路面状况做出主动的响应,产生相应的作动力与外部的激励相平衡,从而能够使车辆处于良好的工作状态,提高车辆的乘坐舒适性和操作稳定性。应用于车辆悬挂系统的主动控制方法主要有最优控制、自适应控制、模糊控制和神经网络控制等[1-8]。特征结构配置[9-18]是建立了反馈控制系统的闭环特征值、闭环特征向量以及系统参数之间的联系,且给出了线性反馈控制系统的结构,为控制系统设计提供理论基础。1问题提出考虑车辆悬挂系统,其数学模型可写为如下状态空间形式:¨q-A·q-Cq=B u(1)其中q∈Rn、u∈Rr分别是该系统的状态向量和输入向量;A,C∈Rn×n,B∈Rn×r为适当维数的已知矩阵;且满足:假设A:矩阵对(A,B)是能控的,即rank[A-sI B]=n,s∈C车辆悬挂系统式(1)转化为一阶线性系统·x=A′x+B′u(2)其中x=q·q,...  (本文共4页) 阅读全文>>

铁道部科学研究院
铁道部科学研究院

用主动控制技术改善提速机车车辆的横向振动性能

国外对机车车辆主动悬挂技术的研究己经有很多年了,而在我国这一技术刚处于起步阶段。本论文对主动悬挂技术做了系统的研究,并把这一技术应用于铁道机车车辆,来改善机车车辆横向振动性能。本文用ADAMS/RAIL软件建立了SS8型机车仿真模型并做了仿真计算。为了评价仿真模型和仿真计算的可信度,完成了SS8型机车横向振动测量试验。仿真计算结果与试验结果的对比证明,本文用ADAMS/RAIL软晰建立的模型以及仿真计算与实际情况基本吻合;在对全主动悬挂的研究工作中,首先建立了机车简化模型的全主动悬挂动力学方程,并椎导出系统的状态方程。然后采用线性二次型最优控制方法,用MATLAB软件编写程序并计算出最优反馈矩阵。将MATLAB软件与ADAMS/RAIL软件相结合建立了全主动悬挂整车模型。通过对仿真计算结果的分析和研究,提出了全主动悬挂技术可以有效地改善机车车辆横向动力学性能的观点。本文还对半主动悬挂进行了仿真计算。研究表明,半主动悬挂也可以比较...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机械工程师》2012年12期
机械工程师

基于磁流变阻尼器的铁道车辆半主动悬挂系统的优化设计

1引言铁道车辆运行时,由于轨道不平度原因,导致轨道对车轮的垂直反力有冲击性,冲击力传到悬架和车身,可能引起车辆机件损坏、乘员感到不舒适、损坏货物等不良影响。为了缓冲冲击,在车辆悬架系统中采用弹性元件,使车架与车桥之间存在弹性联系;由于弹性元件受到冲击3210-1-2导轨扭转角度/10-3rad0 100 200 300 400 500 600 700路径长度/m(a)扭转不规则性0.00-0.01-0.02-0.03-0.04导轨横向位移/m(b)横向不规则性0 100 200 300 400 500 600 700路径长度/m86420-2-4导轨垂直位移/10-3m0 100 200 300 400 500 600 700路径长度/m(c)垂直不规则性图2不规则路径参考转向架构架次级弹簧轮主阻尼器垂直阻尼器主弹簧防偏航阻尼器轴承座图1列车车厢和转向架布局后会产生持续的振动,悬架系中又专门配置了减振器,使振动迅速衰减,从而提高...  (本文共5页) 阅读全文>>

中北大学
中北大学

粘弹性胶体缓冲器非线性时滞动力系统建模及随机最优控制研究

粘弹性胶体缓冲器是履带车辆悬挂系统的一个部件,对车辆平顺性、缓冲性和悬挂系统的正常工作有着至关重要的作用。粘弹性胶体缓冲器主要由粘弹性胶体、活塞、缸体等组成。粘弹性胶体是一种可压缩的聚硅氧烷材料,其性能介于液压油和橡胶之间。当受到外力作用时,活塞压缩粘弹性胶体,吸收能量并储存势能;当外力消失后,粘弹性胶体膨胀,推动活塞回位。设计粘弹性胶体缓冲器时,最关键的是要建立阻抗力与活塞位移和速度之间的数学模型,其中的刚度与阻尼也随着活塞位移和速度发生变化。从数学上讲,阻抗力与活塞位移、速度、刚度、阻尼之间的关系是非线性时滞动力系统的本构关系。该本构关系是一非线性泛函,具有明显的非光滑、强非线性特性。描述非线性时滞动力系统的数学模型是非线性时滞微分方程(组)。本文采用理论分析与试验研究相联合的方法,研究了非线性时滞动力系统的解法、数学建模方法及随机最优控制理论,确定了缓冲器刚度和阻尼的调控范围,建立了阻抗力与活塞位移、速度、刚度、阻尼之间的...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>