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基于Modelica的车用主动稳定杆系统的多场耦合建模与仿真
| 论文题名： | 基于Modelica的车用主动稳定杆系统的多场耦合建模与仿真 |
| 关键词： | 车用主动稳定杆系统;多场耦合建模;液压系统;激励形式 |
| 摘要： | 车用主动稳定杆系统是在传统的被动稳定杆的基础上发展而来的。作为一种新型的稳定杆系统,能够极大程度的减少车辆在转弯时侧倾的程度,能够有效的提高汽车行驶的安全性和舒适性。 本文主要以液压激励形式的主动稳定杆为研究对象,它是由多领域、多系统、多学科集成的车载系统,以液压系统为主体,融合了机械系统、控制系统等多个子系统的复杂系统。在研究这类系统时不能够忽略多个子系统之间的耦合作用对于整个系统性能的影响。传统的对系统单一领域方面的仿真已经不能够满足产品设计分析的需求。因而,本文旨在通过多领域物理系统建模语言Modelica为开发工具,建立包含液压、机械、控制等不同领域的车用主动稳定杆系统模型,从而为后续系统的开发节约时间和材料。本文的主要工作如下: 首先,通过按功能划分的模块化划分思想将系统划分为液压系统、机械系统、控制系统等不同的模块,从而便于采用模块化建模的思想建立对应的模块,也便于模型的修改,极大的增强了模型的适用性。 其次,根据模块划分的原则分别建立对应的数学模型。在机械系统中,主要采用基于材料特性的多刚体建模方法建立稳定杆的数学模型。在控制系统中,主要根据车辆行驶的车身侧倾模型建立相应的数学模型。在液压系统中,充分的考虑到液压系统的非线性特性,比如阻尼系数、节流系数、紊流、液感、液容等非线性的因素,建立相应的数学模型。 再次,根据建立的数学模型,通过Modelica语言在仿真平台MWorks上建立相应的仿真模型,建立的模型具有通用性、可重用性,可以很方便的对参数进行修改从而模拟不同的系统。 最后,将建立的各个子系统的仿真模型综合起来,建立车用主动稳定杆系统的多场耦合仿真模型,并进行仿真。通过模拟不同的行驶条件,分析对应的液压缸活塞的位移,并通过与实验数据的对比验证了仿真模型建立的准确性。并通过与传统 Ansys载荷传递的耦合分析方法分析的液压缸位移的对比,可以看出了基于Modelica语言的多领域物理系统耦合建模的优越性,从而为耦合分析车用主动稳定杆系统提供了新的方法。 |
| 作者： | 金鑫 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 黄康 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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