系統動力學論文范文第1篇
摘 要：本文基于乘用車的動力學模型，采用同一款實物輪胎生成不同種類的輪胎模型，通過虛擬試驗場的計算方式，研究了這些輪胎模型在動力學載荷計算過程中的一致性和計算效率問題。在輪胎試驗測試數據的基礎上，利用專業的輪胎模型辨識軟件，生成了三種輪胎模型作為研究對象，分別是FTire模型、CDTire31模型和CDTire50模型。為了使車輛動力學模型更接近實際車輛性能，在動力學建模過程中對車輛底盤件進行了柔性化處理。
關鍵詞：輪胎模型;虛擬試驗場;動力學;柔性化
前 言
國內汽車行業快速發展的同時，各企業之間又面臨新的競爭和挑戰。良好的車輛性能，對提升品牌競爭力具有很大幫助，其中車輛具備較好的耐用性是達到車輛性能目標的基礎。傳統的疲勞耐久開發路線都是利用物理樣車進行載荷譜的采集工作，然后進行后續的底盤車身疲勞計算。這種開發方式存在一定的滯后性，多數企業在樣車制作完成以后，可優化空間較小，同時大量的試驗測試也消耗很多的人力和物力資源[1-2]。鑒于以上因素，基于虛擬試驗場的研發方式得到越來越多國內主機廠的關注和認可[3-4]。其中國內一些車輛企業已經將該方法應用到部分車型的開發當中[5-7]。
虛擬試驗場技術在研發周期上具備一定的優勢，在車輛三維數據模型階段就可以進行疲勞載荷的提取，預測車輛部件疲勞壽命和風險位置，有效的縮短車輛開發周期。
在成本控制方面，相比于傳統的疲勞耐久開發需要進行大量的實車試驗來采集載荷譜，虛擬試驗場的研發方式可以為企業節省試驗成本。
虛擬試驗場技術中有三個重要因素：高精度的輪胎模型、合理可靠的試驗場三維數字路面、精確的整車動力學模型[8-10]。目前國內各大試驗場基本都已經建立了自己的數字路面庫，車輛企業對動力學模型的搭建也具備較豐富的經驗。
在輪胎模型應用方面CDTire和FTire輪胎模型在車輛動態載荷提取方面使用較為廣泛[11-12]。FTire模型是基于柔性環假設的3D非線性面內和面外輪胎仿真分析模型，屬于空間三維非線性的結構化輪胎模型;CDTire模型是基于輪胎實物結構組成得到的物理模型，根據輪胎橫斷面的各層組成成分，建立多層組合的環狀模型。CDTire常用于動力學載荷提取的模型包含CDTire31模型和CDTire50模型。相比于CDTire31模型，CDTire50模型在Y向（即輪胎軸向）包含更多的載荷信息。目前國內對于單種輪胎模型應用的研究較多，而對于多種輪胎模型之間的應用對比研究較少。
鑒于此，本文針對CDTire31、CDTire50以及FTire三種輪胎模型在整車虛擬試驗場動力學提載方面的應用效果進行對比研究。目前主流的動力學軟件均可以兼容以上提到的輪胎模型和三維數字路面。
1 三維數字路面
目前常見的三維數字路面格式有CRG、RDF，不同格式數字路面與輪胎模型的兼容性有一定差異。其中，CRG格式的數字路面與多種輪胎模型具備較好的兼容性，因此諸多研究機構將CRG格式作為標準輸入路面[14]。
RDF格式路面通常由一系列的空間三角形組成三維路面，如圖1所示，圖片中的路面片段有6個節點，通過1～6號節點定義了4個三角形路面元素A、B、C和D;三角形的法向方向朝外，并定義相應的摩擦系數。
CRG格式路面沿著道路前進方有一條中心線，在中心線的兩側分布著矩形單元，通過這些矩形單元的節點空間位置來反應道路的高程信息。矩形單元沿道路中線方向形成等間距的若干份，在寬度方向上可以靈活定義不同的間距，用來描述各種復雜特征的路面。CRG格式路面的具體原理如圖2所示：
本文采用的是試驗場的CRG格式數字路面，該數字路面是通過激光設備掃描路面形貌以及場地圖紙重構的方式生成。
2 輪胎模型
輪胎模型的生成過程，如圖4所示。對于常用的輪胎模型來講，不管是FTire模型還是CDTire模型，其整體的生成過程是相似的。主要分為兩部分的工作，第一部分就是輪胎測試試驗，根據規定的測試規范和測試項目對實物輪胎進行測試，獲取所需的一系列測試結果數據。第二部分就是將這些測試數據導入到專門的輪胎辨識軟件中，由專業的輪胎模型辨識工程師進行處理。完成這兩部分工作以后，就可以獲得工程可用的輪胎模型文件。在本文的研究中，采用以上這種方式辨識生成了FTire模型、CDTire31模型和CDTire50模型來進行仿真應用。其中CDTire50模型是辨識生成的結構與非線性參數最完整的一種輪胎模型，CDTire31模型與CDTire50模型相比，在輪胎模型的軸向進行了部分參數簡化，用來提高計算效率。
3 整車動力學模型
通過動力學模型的輸入參數，搭建整車動力學模型。由于實際的車輛底盤結構并非完全的剛性結構連接體，因此采用剛柔耦合的方式模擬車輛底盤部件，這樣可以保證動力學模型底盤結構更接近實際車輛的底盤特性。襯套參數在動力學模型中非常關鍵，本模型中涉及的襯套剛度參數均為試驗測試所得，阻尼參數根據工程經驗進行合理設置。
動力學模型中，包含的柔性體結構如下，前懸架：擺臂、前副車架;后懸架：擺臂、后副車架、縱臂、上拉桿;前后懸架的穩定桿均采用非線性梁建模。搭建完畢的整車動力學模型如圖5所示，為了更清楚的展示底盤結構，在此對車身進行了隱藏。動力學模型搭建完成以后，經過K&C測試的試驗數據將模型進行對標，從而保證整車動力學模型的準確性。
車輛底盤多體動力學系統的自由度（DOF）可用以下公式表示：
式中，n表示活動部件總數;pi表示第i個運動副的約束條件數目，m表示運動副總數;qj表示第j個系統原動機的驅動約束條件數目，x表示原動機總數目;Rk表示其他的約束條件數目。整個系統的自由度數目決定了該機構的分析類型：運動學分析或者動力學分析。當系統的總的自由度DOF>0時，可以對系統進行運動學分析。根據拉格朗日方程建立多剛體系統運動微分方程，基于廣義坐標系對部件進行方位描述，對于剛體i，采用質心在慣性坐標系中的笛卡爾坐標系與反應剛體方位的歐拉角作為廣義坐標系：
即每個剛體均采用六個廣義坐標進行描述。應用拉格朗日待定乘子法，可以獲得系統的動力學方程：
表示非完整的約束方程;T表示系統動能;q表示廣義力矩陣;ρ表示對應于完整約束的拉格朗日乘子列陣;μ表示對應于非完整約束的拉格朗日乘子列陣。通過求解式（4）可獲得底盤系統實時運動狀態。
4 計算結果
整車動力學模型配合三種輪胎模型，在所選定的四種數字路面上進行了仿真計算，四種路面的名稱非別是過坎路、方坑路、正弦路、扭曲路。選取這些道路的原因是：1、過坎路可以近似的模擬車輛過減速帶情景;2、方坑路工況模擬了一個大的輪胎沖擊場景;3、正弦路提供了一種比較規律的路面激勵源;4、扭曲路可以讓車輛的側向載荷更明顯。提取車輛右前輪輪心位置X、Y、Z三向力的動態載荷曲線進行對比研究，計算結果曲線如圖6匯總所示。四種路面車輛行進的速度參數如表1所示：
對圖6中仿真計算的曲線結果進行進行分析，并對三種輪胎模型計算效率進行匯總統計。對比CDTire31、CDTire50以及FTire三種輪胎模型對應的輪心載荷提取結果可以看出，在四種不同的道路上，Z向載荷通道的曲線波峰數值均為最大。說明整個車輛運動過程中，輪心處Z向的力載荷為主要載荷通道。同時觀察四幅Z向力載荷的曲線對比圖可以發現，三種輪胎模型對應的載荷曲線重合度很高，X向和Y向的載荷曲線存在一定的差異，但曲線波動趨勢并沒有相差很大。
從三種輪胎模型的計算效率來看，在同一臺計算機上計算完成后，對計算時長進行了統計比較，如表2所示。其中，在過坎路工況下，三種輪胎模型所用的計算時長比較如下：CDTire31 <CDTire50<FTire，其余三條道路下，所用時長比較如下：CDTire31< FTire < CDTire50。四條道路綜合時長比較如下：CDTire31< FTire < CDTire50。
因此，在載荷曲線計算結果相差較小的前提下，CDTire31輪胎模型的計算效率明顯高于另外兩種輪胎模型。在工程開發中，能夠節省較多的時間。
5 結論
三種不同的輪胎模型在四種典型道路工況下提取輪心處的X、Y和Z三向載荷進行對比，曲線結果相似度較高。說明三種輪胎模型在動力學載荷提取應用中，具有類似的性能表現。
在保持較高的結果相似性的同時，三種輪胎模型的計算效率有較大的區別。其中CDTire31輪胎模型的計算效率最高，CDTire50輪胎模型與FTire輪胎模型在不同的計算工況下計算效率各有高低。
綜合四條道路的計算效率來講，CDTire31輪胎模型高于FTire輪胎模型，同時FTire輪胎模型又高于CDTire50輪胎模型。
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系統動力學論文范文第2篇
在體育教學改革中，廣大的體育教師在對培養學生的知識和技能方面作了許多有益的探索和研究，并取得了顯著的成果。但是，對體育教學師生雙邊活動中的非智力因素作用問題的研究頗少。當代一些體育教育心理學者認為，在體育教學中，不僅局限在身體運動和智力活動上，而且還潛在地表現在非智力因素的活動上，非智力因素參與并影響著教學活動的進行和效果。因此，學生非智力因素在體育教學中的作用問題，值得引起廣大體育教師的重視和研究。
一、非智力因素在體育教學中的“塑心育人”作用
長期以來，體育教學只注重對學生進行現階段的生物學方面的改造，忽視了對學生心理因素的培養，特別是忽視了對學生非智力因素的培養。學生發展包括身心兩個方面，體育教學的目的不僅僅要“塑身”，而且還要“塑心”，培養學生成為身心全面發展的人才。從心理學角度看，課堂教學就是師生態度、興趣、認知、情感、意志等方面的心理活動和心理交流的過程，師生雙方力爭達到態度上的一致、興趣上的穩定、認知上的協調、情感上的互應、意志信心上的相互激勵等良好的課堂氣氛和教學效果。要做到這一點，除教師的自身努力和改善教學條件以外，更重要的就是調動和挖掘學生的心理世界的潛能，培養和發展學生的非智力因素。因為學生的心理潛能是一種彈性很大的資源，它具有非常大的伸縮性，在短時間內就會表現出正負兩種相反的心理狀態，其根本原因就在于非智力因素是構成心理潛能的釋放與否和釋放程度的重要因素。體育教師只重視體育知識、動作技術的傳授，強調對學生身體和智能的培養，而忽視對學生的非智力因素的培養，必然削弱學生的學習主動性和創造性，學生就不可能用較高的心理能量參與教學活動，致使學生在體育學習中得不到心理上的快樂，不僅做不到生動活潑地學習，而且還可能把學習變成為一件“痛苦”的事情。
二、非智力因素在體育教學中的“學習動力”作用
學生在課堂教學中的學習行為不僅局限于智力因素活動，他們的非智力因素也參與并影響著學習活動的進行和效率，在一定條件下甚至對學生的學習效能起著決定性的作用。學生的體育學習活動是由三個系統組成的：一是由運動、呼吸、循環、神經等生理因素組成的身體運動系統；二是由感知、記憶、思維、想象等智力因素組成的操作系統；三是由興趣、情感、意志、性格等非智力因素組成的動力系統。這三個系統是相互促進、交織在一起的，又是缺一不可的。身體運動系統主要表現在學生所掌握的動作技能和身體鍛煉上；操作系統主要承擔對各種知識、動作概念的加工、處理工作；動力系統對學習活動起著定向、推動、維持和強化等作用。體育學習活動就是在這三個系統的共同作用下完成的,沒有運動系統和操作系統，學習任務無法完成，沒有動力系統，學習活動即不能發生也不能持續地維持下去。體育教學實踐證明：穩定的興趣、良好的情緒和堅強的意志品質，會使學生在課堂上精神振奮，并以積極、認真的態度投入到體育學習之中，身體就會得到很好的鍛煉；相反，對體育課失去興趣和產生不良情緒的學生，在課堂上就會精神不振，并以消極、懈怠的態度對待體育學習，身體就不會得到很好的鍛煉。蘇聯教育家贊可夫說過：“扎實的掌握知識，與其說是靠多次的重復，不如說是靠理解，靠內部的誘因，靠學生的情緒態度而達到的?！币虼?，在體育教學中，要讓學生更好地掌握體育的基本技術和基本技能，提高課堂學習效率和教學質量，就必須充分發揮非智力因素的“學習動力”作用。
三、非智力因素在體育教學中的“內在潛能”作用
體育教學不僅是師生身體運動和認知活動的過程，而且還是師生非智力因素活動的過程。學生不僅需要教師所傳授的知識，而且更需要教師在傳授知識過程中所表現出來的穩定的興趣、良好的情感、頑強的意志和活潑開朗的性格。非智力因素活動不象身體運動和智力活動那樣容易定位、定性和定量，它是師生在教學活動中的內在的綜合體驗，并且它又是包含在身體運動和智力活動之中，是“看不見的”。不過，它具有巨大的潛能。這樣，參與教學過程的不僅有教學大綱、教學計劃所規定的教師講授內容的正式課程，而且還有教學大綱、教學計劃沒有明確規定的師生非智力因素活動的課。因此，教學過程存在著兩種課程：一種是看得見的課程，即師生身體運動和智力活動的課；另一種是“看不見的課程”，即師生非智力因素活動的課。如圖所示。
總之，體育教師應該重視學生非智力因素在體育教學中的培養，充分發揮非智力因素在體育教學中的作用，使學生的身心能夠獲得全面發展。
注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文
系統動力學論文范文第3篇
1 柴油機的數學仿真模型
渦輪增壓柴油機是一個復雜的系統, 當柴油機突然加負荷或突然加速時, 由于增壓器和柴油機之間是靠可壓縮的廢氣來傳遞能量以及增壓器本身的動力慣性, 增壓器轉速不可能很快增加, 那么壓氣機所能提供的空氣量在短期內就不能滿足突然增加的燃油完全燃燒的需要, 這就是增壓器的慣性滯后對柴油機系統運動過程的影響。在建立這個系統的數學模型時, 要得到一個精確的描述是很困難的。本文采用“準穩態”建模方法建立柴油機仿真的數學模型。柴油機的準穩態模型是把柴油機的動態過程看成一系列的穩態過程組成, 忽略進排氣管的存儲容積對動態過程的影響。
本文對“準穩態”模型作以下幾個假設:柴油機系統中任何存儲容積對動態過程影響忽略不計;柴油機的輸出扭矩和排氣溫度 (渦輪前溫度) 僅與柴油機燃燒過程中的空燃比和轉速有關。它們可以用經驗公式表示, 不進行缸內過程計算。
該柴油機準穩態模型包括壓氣機、中冷器、渦輪、流量函數、柴油機本體諸環節。其基本模型如圖1所示。
2 仿真結果及分析
12VPA6柴油機按標準螺旋槳特性工作的6個穩態工況點的計算結果和試驗數據的對比見表1。
比較結果表明:在高負荷時計算誤差比較小, 而在低負荷時, 計算誤差比較大。這種情況出現的主要原因是低負荷時候試驗數據比較少, 而且試驗數據的離散程度比較大, 經驗公式在低負荷的某些工況有一定的偏差, 但是在整個功率范圍內計算誤差一般都在5%以內。另外從仿真結果中我們還發現12VPA6柴油機在700rpm~800rpm轉速范圍內空氣流量偏小, 這樣對柴油機的動態過程有一定的影響。
可以看出, 仿真得出的穩態航速和實際航行結果基本相同, 穩態誤差在6%以內。因此, 穩態仿真的計算結果有較好的精度。在相同的轉速下, 計算值一般比實際航行值略偏大, 一方面是由于本文仿真計算的條件是標準海況, 實際航行條件是三級海況;另一方面是由于仿真計算時候排水量是按515t計算的, 而實際航行的排水量是533t~540t。
3 結語
運用數值計算軟件Matlab/Simulink建立仿真系統對船舶柴油機推進系統進行仿真分析, 并對其做出相關的修正, 通過與母型船相關資料的比較, 能夠對柴油機的穩態性能有很好的研究, 同時為后續的動態性能的研究提供了必要參考依據。避免了采用實驗方法而帶來的很大的資金、人員和時間的浪費。
摘要：柴油機推進系統是現代船舶最常用的推進系統, 是一個復雜的非線性系統。為研究船舶推進系統的相關性能, 在仿真軟件MATLABSIMULINK平臺上, 搭建某船的12PAV6MPC柴油動力推進系統模型, 對動力推進系統進行正常航行時的穩態仿真。
關鍵詞：推進系統,穩態仿真,動態仿真
參考文獻
系統動力學論文范文第4篇
汽車是一個復雜的技術和結構集成系統，其運行的載荷、路況和氣候等工作條件復雜多變，運動的自然磨損和車輛振動等，會造成連接關系的變化。由于復雜多變的工作條件的影響，汽車的技術狀態將隨行駛里程的增加而惡化，其安全性、動力性、經濟性和可靠性等將逐漸下降，排氣污染和噪聲加劇，故障發生率增加。汽車檢測診斷技術對汽車的運行狀態作出判斷，及時發現故障，并采取相應對策，則可以提高汽車的使用可靠性，避免汽車惡性事故發生，保證交通安全，減少環境污染，改善汽車性能，提高維修效率實現“視情修理”，同時可充分發揮汽車的效能減少維修費用，獲得更大的經濟效益。因此，汽車檢測診斷技術具有著重要的地位和作用。
一、汽車檢測與故障診斷技術與方法
1. 人工深入診斷
人工深入診斷是指由診斷者利用儀器、儀表等診斷手段, 如發動機分析儀、掃描儀、萬用表、示波器、頻譜分析儀等通用或專用設備, 對汽車故障進行診斷, 這種診斷方法, 除能對汽車作出是否有故障和故障嚴重程度的判斷外, 還能對故障的性質、類別、原因及故障部位等作出判斷。 2.自我診斷
現代汽車的電控系統, 都配備有自診斷功能, 電控系統的ECU 具有實時檢測電控系統故障的能力, 當電控系統出現故障時, ECU 將儲存相應的故障代碼在ECU 的存儲器中, 并起動故障保護功能, 確保汽車的運行能力、點亮立即維修指示燈, 提醒駕駛員ECU 已檢測到故障, 應立即進行檢查維修。自我診斷可利用診斷儀將ECU 貯存的各種信息提取出來, 進行比較和分析, 并以清晰的方式( 文字、曲線或圖表) 顯示出來, 診斷者可根據這些顯示出來的信息, 準確快捷地判斷故障的類型和發生的部位。
3. 計算機輔助診斷技術
計算機輔助診斷是指一種建立在利用計算機分析功能基礎上的多功能的自動化診斷系統。計算機還可通過配備的專用傳感器接收診斷對象的其他機械系統的信號, 并配備有對這些信號進行自動分析診斷的軟件,以實現狀態信號的自動采集、特征提取、狀態識別等, 并能以顯示、打印、繪圖等多種方式自動輸出分析結果, 給出故障的性質、程度、類別、部位、原因及趨勢的診斷與預報結果, 并可將大量故障信息貯存起來, 可隨時通過人機對話查閱診斷對象的運行資料。
二. 汽車轉向系統檢測與診斷
2.1傳統轉向系統：機械轉向系統
2.1.1機械轉向系統的組成
用司機體力為轉向能源，所有傳力件都是機械的。轉向操縱機構：轉向盤、轉向軸、萬向節(上、下)、轉向傳動軸。(采用萬向傳動裝置有助于轉向盤和轉向器等部件和組件的通用化和系列化)
轉向器：內設減速傳動付，作用減速增扭。
轉向傳動機構：轉向搖臂、轉向主拉桿、轉向節臂、 轉向節、轉向梯形。
圖1 機械轉向系的組成
1—轉向器;2—轉向萬向節;3—轉向傳動軸;4—轉向管柱;5—轉向盤;6—轉
向橫拉桿;
7—轉向縱拉桿;8—轉向節;9—轉向節臂;10—轉向直拉桿;11—轉向搖臂
2.1.2機械轉向系統的工作原理
汽車轉向時，駕駛員作用于轉向盤上的力，經過轉向軸(轉向柱)傳到轉向器，轉向器將轉向力放大后，又通過轉向傳動機構的傳遞，推動轉向輪偏轉，致使汽車行駛方向改變。轉向操縱機構是駕駛員操縱轉向器工作的機構，包括從轉向盤到轉向器輸入端的零部件。 轉向器就是把轉向盤傳來的轉矩按一定傳動比放大并輸出的增力裝置。
轉向傳動機構是把轉向器的運動傳給轉向車輪的機構，包括從搖臂到轉向車輪的零部件。
當轉向盤直徑一定時，駕駛員操縱轉向盤手力的大小取決于轉向系統角傳動比的大小。
轉向系統角傳動比iω是用轉向盤轉角增量與同側轉向節相應轉角增量之比來表示。其數值是轉向器角傳動比iω1和轉向傳動機構角傳動比iω2的乘積。轉向器角傳動比是轉向盤轉角增量與同側搖臂軸轉角相應增量之比。轉向傳動機構角傳動比是搖臂軸轉角增量與同側轉向節轉角相應增量之比。
對于一般汽車而言，iω2大約為1。由此可見，轉向系統角傳動比主要取決于轉向器角傳動比。轉向系統角傳動比越大，轉向時加在轉向盤上的力矩就越小，轉向輕便。但轉向系統角傳動比大會導致轉向操縱不靈敏。所以，轉向系統角傳動比的大小要協調好“轉向輕便”與“轉向靈敏”之間的矛盾。
汽車的轉向，完全由駕駛員所付的操縱力來實現的，操縱較費力，勞動強度較大，但其具有結構簡單、工作可靠、路感性好、維護方便等優點，多應用于中小型貨車或轎車上。
2.2 轉向系故障診斷
機械轉向系的常見故障部位主要有：轉向盤自由行程、轉向傳動機構連接處、轉向器等。
機械轉向系的常見故障主要包括：轉向沉重，轉向盤自由行程過大和轉向輪抖動。
2.2.1.轉向沉重 (1)故障現象
汽車行駛中，駕駛員向左、右轉動轉向盤時，感到沉重費力，無回正感;汽車低速轉彎行駛和調頭時，轉動轉向盤感到非常沉重，甚至打不動。
(2)故障主要原因及處理方法
轉向沉重的根本原因是轉向輪氣壓不足或定位不準，轉向系傳動鏈中出現配合過緊或卡滯而引起摩擦阻力增大。具體原因主要有：
①轉向輪輪胎氣壓不足，應按規定充氣。
②轉向輪本身定位不準或車軸、車架變形造成轉向輪定位失準，應校正車軸和車架，并重新調整轉向輪定位。
③轉向器主動部分軸承調整過緊或從動部分與襯套配合太緊，應予調整。 ④轉向器主、從動部分的嚙合間隙調整過小，應予調整。 ⑤轉向器缺油或無油，應按規定添加潤滑油。 ⑥轉向器殼體變形，應予校正。
⑦轉向管柱轉向軸彎曲或套管凹癟造成互相碰擦，應予修理。
⑧轉向縱、橫拉桿球頭連接處調整過緊或缺油，應予調整或添加潤滑脂。 ⑨轉向節主銷與轉向節襯套配合過緊或缺油，或轉向節止推軸承缺油，應予調整或添加潤滑脂等。 (3)故障診斷方法
以桑塔納乘用車為例，先檢查輪胎氣壓，排除故障由輪胎氣壓過低引起。接著按圖2所示機械轉向系轉向沉重常見故障原因的診斷流程找出故障位置。
圖2 機械轉向系轉向沉重常見故障原因的診斷流程
2.2.2.轉向盤自由行程過大
轉向盤自由行程過大又可稱為轉向不靈敏。 (1)故障現象
汽車保持直線行駛位置靜止不動時，轉向盤左右轉動的游動角度太大。具體表現為汽車轉向時感覺轉向盤松曠量很大，需用較大的幅度轉動轉向盤，方能控制汽車的行駛方向;而在汽車直線行駛時又感到行駛方向不穩定。
(2)故障主要原因及處理方法
轉向盤自由行程過大的根本原因是轉向系傳動鏈中—處或多處的配合因裝配不當、磨損等原因造成松曠。具體原因主要有：
①轉向器主、從動嚙合部位間隙過大或主、從動部位軸承松曠，應予調整或更換。
②轉向盤與轉向軸連接部位松曠，應予調整。 ③轉向垂臂與轉向垂臂軸連接松曠，應予調整。 ④縱、橫拉桿球頭連接部位松曠，應予調整或更換。 ⑤縱、橫拉桿臂與轉向節連接松曠，應予調整或更換。 ⑥轉向節主銷與襯套磨損后松曠，應予更換。 ⑦車輪輪轂軸承間隙過大，應予更換等。 (3)故障診斷方法
造成轉向盤自由行程過大的根本原因是轉向系傳動鏈中—處或多處連接的配合間隙過大，診斷時，可從轉向盤開始檢查轉向系各部件的連接情況，看是否有磨損、松動、調整不當等情況，找出故障部位。
2.2.3.轉向輪抖動 (1)故障現象
汽車在某低速范圍內或某高速范圍內行駛時，出現轉向輪各自圍繞自身主銷進行角振動的現象。尤其是高速時，轉向輪擺振嚴重，握轉向盤的手有麻木感，甚至在駕駛室可看到汽車車頭晃動。
(2)故障主要原因及處理方法
轉向輪抖動的根本原因是轉向輪定位不準，轉向系連接部件之間出現松曠，旋轉部件動不平衡。具體原因主要有：
①轉向輪旋轉質量不平衡或轉向輪輪轂軸承松曠，應予校正動平衡或更換軸承。
②轉向輪使用翻新輪胎，應予更換。
③兩轉向輪的定位不正確，應予調整或更換部件。 ④轉向系與懸掛的運動發生干涉，應予更換部件。
⑤轉向器主、從動部分嚙合間隙或軸承間隙太大，應予調整或更換軸承。 ⑥轉向器垂臂與其軸配合松曠或縱、橫拉桿球頭連接松曠，應予調整或更換。 ⑦轉向器在車架上的連接松動，應予緊固。
⑧轉向輪所在車軸的懸掛減振器失效或左右兩邊減振器效能不一，應予更換。
⑨轉向輪所在車軸的鋼板彈簧U形螺栓松動或鋼板銷與襯套配合松曠，應予緊固或調整。
⑩轉向輪所在車軸的左右兩懸掛的高度或剛度不一，應予更換等。 (3)故障診斷方法
以桑塔納乘用車為例，根據轉向輪抖動特征，按照圖3所示機械轉向系轉向輪抖動常見故障原因的診斷流程找出故障部位。
圖3 機械轉向系轉向輪抖動常見故障原因的診斷流程
系統動力學論文范文第5篇
1 現有仿真軟件
隨著計算機技術的發展, 仿真已成為混合動力汽車重要的分析手段, 推出了多種混合動力力仿真軟件。
目前有代表性的軟件有德國d Space公司開發的ASM (Automotive Simulation Models) 仿真模型庫、美國國家再生能源實驗室 (National Renewable Energy Laboratory, 簡稱NREL) 開發的ADVISOR (Advanced Vehicle Simulator, 先進汽車模擬程序) 、奧地利AVL公司研究開發的CRUISE仿真分析軟件、基于MAT-LAB電力系統分析工具包PSAT穩態仿真軟件、奧地利AVL公司研究開發的CRUISE仿真分析軟件等。
但上述已有的混合動力仿真軟件或實時性差、或與控制邏輯對接能力差、或開放性差, 尤其是發動機模型, 不能滿足本研究的要求, 需要自主開發。
2 仿真方法
根據仿真方法信息流向的不同, 混合動力系統仿真方法可以分為前向仿真和逆向仿真兩種。
(1) 前向仿真, 以駕駛員的意圖為輸入, 計算在駕駛循環操作下仿真系統運行狀態, 所以數據流向與實車操作過程中的能量流方向相同, 計算過程與汽車行駛時各部件的實際工作過程相一致。在前向仿真中, 駕駛員模型是數據流的輸入, 整車控制器從駕駛員模型得到油門開度和制動踏板開度, 然后由整車控制器根據控制策略進行轉矩需求和能量分配, 將轉矩需求和狀態參數發送給各個子系統。
由于前向仿真以駕駛員的意圖體現路況需求, 而駕駛員的意圖直接作為控制系統駕駛循環的輸入, 它對控制邏輯的調用過程和實車在路上的狀態一致, 所以前向仿真對系統控制邏輯開發更有利, 更直接。
(2) 逆向仿真, 以系統的需求對象為輸入條件, 即將假定的駕駛循環路況特征為系統輸入, 根據工況需求仿真得到系統工作需求和各子系統的狀態需求。逆向仿真更著重于系統性能的體現。在仿真過程中, 以系統需求為輸入, 根據各子系統的性能參數和工況特性, 如驅動系統各部件必須具備和可以得到的轉矩、轉速、功率等信息, 得到各子系統所需的能量消耗, 進而得到整車系統在設定的行駛循環工況下的燃油消耗和電池電量消耗。
逆向仿真模型結構簡單, 模型運行時間短, 能較好地反映系統性能特征, 當在特征路況下進行系統設計、性能匹配等工作時, 逆向仿真可以提供有效支持。
3 建模方法
仿真系統從使用的建模方法又可以分為實驗數據法、理論機理法以及兩種模式結合的復合仿真。在混合動力系統中發動機模型構造復雜, 很難線形化, 所以混合動力系統中發動機采用的仿真建模方法通常直接決定了系統的建模方法。
(1) 實驗數據仿真法, 根據大量的臺架實驗數據, 以經驗MAP或者數據擬合公式的方式確定某一款發動機輸入輸出特性。該方法建立的模型主要由實驗得來的經驗MAP和數據參數構成。
(2) 理論機理仿真法, 依托動力學原理、流體力學知識、燃燒理論和熱傳導理論等, 分析發動機的工作過程, 將發動機的物理實物公式化, 建立運動機構的動力學方程。
(3) 復合仿真法, 結合試驗數據和理論公式。一方面, 利用試驗數據得出簡化的特性數據, 完成難以公式歸納和有大量閉環迭代的仿真部分, 滿足理論公式邊界條件要求;另一方面, 需要將理論公式與試驗數據接合, 用離散化方法消除其可能存在的迭代收斂影響, 將復雜的數學問題簡化成可執行的仿真邏輯構架。該仿真方式偶爾在復雜的電控系統控制邏輯中見到, 其仿真模型通常用于計算目標設定值和估算值。
實驗數據法, 仿真模型簡單, 僅依靠一個或幾個經驗數據函數就可以完成混合動力發動機的仿真模型, 其優越性在混合動力整車性能分析過程中得到體現。但難以描述發動機的實時特性, 無法與控制邏輯連接, 也體現不出發動機控制系統參數變化引起的系統性能變化。理論仿真模型計算時間長, 需要大量的外邊界條件, 迭代計算過程與真實電控制系統控制過程不同, 造成仿真與實際控制輸入信號無法兼容。
僅單獨使用試驗數據法、理論機理法, 或者兩種方法建立的模塊簡單拼接都不滿足系統實時性以及與和真實控制邏輯連接的需求。而使用復合仿真模式搭建動態發動機模型, 雖然理論理解能力要求高——需要對多處收斂公式進行解環處理, 工作量大——大量的數據分析和邊界條件規劃, 但卻是建立實時性發動機瞬態特性數據仿真模型, 并與真實控制策略對接的唯一手段。
4 結語
通過分析已有的仿真軟件、仿真方法和建模方法, 本文建立自主開發的混合動力柴油機瞬態仿真模型, 并在此基礎上通過前向仿真方式完成混合動力系統模型及數據分析處理軟件。
摘要：通過對混合動力柴油機仿真軟件、仿真方法和建模方法的分析, 發現現有仿真軟件的不足, 需要通過前向仿真方式自主開發混合動力系統模型及數據分析處理軟件。
關鍵詞：混合動力柴油機,仿真,建模
參考文獻