考虑振动模态的电动助力转向系统多学科优化设计
发布时间：2021-04-20 17:51
电动助力转向系统是目前应用最为广泛的动力转向系统,其转向性能中主要动力学性能的重要性不言而喻,而振动模态也是不可忽视的重要性能。电动助力转向系统的各种性能指标之间相互联系、相互影响,并分属于不同的学科。目前研究中采用的只对动力学性能进行优化的方法难以保证振动模态方面的性能。因此,本文以电动助力转向系统为研究对象,考虑振动模态的影响,采用多学科优化设计的方法对其进行参数与性能优化。本文的主要研究内容为:首先,建立电动助力转向系统及整车动力学模型,其中转向系统模型包括方向盘输入轴子模型、输出轴子模型、齿轮齿条子模型和助力电机模型;建立电动助力转向系统的有限元模型,为本文的模态分析和优化设计奠定基础。其次,提出以转向路感、转向灵敏度和转向稳定性作为转向系统的动力学性能指标,并建立各指标的量化函数。考虑振动模态对转向系统性能的影响,采用拉丁超立方试验设计安排设计变量,构建模态性能指标的响应面近似模型。最后,将多目标优化思想引入到传统的协同优化算法,以转向系统综合性能为主系统,以转向路感、转向灵敏度、转向模态和转向轻量化为子系统,建立基于系统层动态约束的电动助力转向协同优化模型,使传统的主系统为...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 电动助力转向系统概述
1.3 电动助力转向系统优化设计研究现状
1.4 振动模态的国内外研究现状
1.5 本文主要研究内容
第二章 电动助力转向系统及整车系统动力学建模
2.1 电动助力转向系统动力学模型
2.1.1 方向盘与输入轴模型
2.1.2 助力电机模型
2.1.3 输出轴子模型
2.2 整车动力学模型
2.3 轮胎动力学模型
2.4 转向系统有限元模型
2.4.1 几何模型
2.4.2 单元材料属性和网格划分
2.4.3 有限元模型
2.5 本章小结
第三章 电动助力转向系统性能指标建立
3.1 动力学性能指标
3.1.1 转向路感性能函数
3.1.2 转向灵敏度性能函数
3.1.3 转向稳定性性能函数
3.2 振动模态指标
3.2.1 模态理论基础
3.2.2 响应面设计
3.2.3 一阶固有频率响应面模型
3.2.4 轻量化响应面模型
3.3 耦合性能分析
3.3.1 参数对路感、灵敏度的影响
3.3.2 参数对固有频率、质量的影响
3.3.3 耦合关系确定
3.4 本章小结
第四章 电动助力转向系统多目标多学科优化
4.1 多目标多学科优化问题
4.1.1 多目标优化问题
4.1.2 多学科优化问题
4.2 优化算法
4.3 系统的多目标与多学科优化设计
4.3.1 设计变量
4.3.2 目标函数
4.3.3 基于系统层动态约束的多学科优化模型
4.3.4 优化结果及分析
4.4 本章小结
第五章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]响应面法和BFGS算法在试井分析中的应用[J]. 李道伦,陈刚,查文舒,许恩华. 中国科学技术大学学报. 2018(05)
[2]基于ANSYS的烟组推手有限元分析和优化设计[J]. 汤达伟,吴旭,方鑫. 烟草科技. 2018(04)
[3]卡罗拉电动转向P/S灯长亮的故障排除[J]. 刘涛. 汽车维修. 2018(03)
[4]电动助力转向系统优化标定方法研究[J]. 刘尚,童亮,路艳群,谢明伟. 科学技术与工程. 2016(36)
[5]Ju2000E自升式平台桩腿桩靴优化分析[J]. 唐焱彬,窦培林,李永正. 中国水运(下半月). 2016(12)
[6]基于数字全息层析的三维测量技术[J]. 徐强胜,高瑞翔,房鹤飞,周文静,于瀛洁. 上海计量测试. 2016(03)
[7]基于试验数据的魔术轮胎模型参数估计[J]. 田洪刚,芮强,王红岩. 机械工程师. 2014(05)
[8]基于自适应遗传算法的EPS路感研究[J]. 贾满满,朱景全. 电子设计工程. 2014(08)
[9]汽车轻量化技术的研究与进展[J]. 范子杰,桂良进,苏瑞意. 汽车安全与节能学报. 2014(01)
[10]轮毂电机独立驱动电动汽车差速转向路感控制研究[J]. 赵万忠,王春燕,张宗强,于蕾艳,赵婷. 中国机械工程. 2014(01)
博士论文
[1]弹性动力学问题的时域边界面法[D]. 李源.湖南大学 2015
[2]基于过程交互的复杂动态群体决策方法研究[D]. 卢志平.合肥工业大学 2013
[3]群体智能算法及其在基因表达数据聚类中的应用[D]. 陈伟.江南大学 2011
[4]基于改进传递路径分析方法的动力总成悬置系统优化设计[D]. 龙岩.吉林大学 2010
[5]基于快速控制原型的电动助力转向控制系统研究[D]. 刘俊.合肥工业大学 2009
硕士论文
[1]汽车转向与悬架集成系统多学科设计方法研究[D]. 赵婷.南京航空航天大学 2014
[2]人工神经网络在压电主动减振系统中的应用研究[D]. 涂凡凡.南京航空航天大学 2013
[3]粒子群算法在电网无功功率补偿中的应用[D]. 朱士嘉.华北电力大学 2013
[4]遗传算法与RBF神经网络融合技术应用于微车后桥故障诊断[D]. 刘委.武汉理工大学 2013
[5]电动轮汽车差速助力转向多目标协同优化[D]. 徐晓宏.南京航空航天大学 2013
[6]汽车电动助力转向系统振动特性分析[D]. 周磊磊.合肥工业大学 2012
[7]电动助力转向系统建模仿真及电控单元的研究[D]. 赵斌.湖南大学 2012
[8]基于遗传算法和鲁棒控制理论的EPS控制技术研究[D]. 陈超.湖南大学 2011
[9]机械液压约束活塞发动机多学科协同优化设计支持环境研究[D]. 柳勋.青岛大学 2011
[10]电子镇流器额定最高温度tc测试方法的探讨[D]. 陶正苏.上海交通大学 2010
本文编号：3150129
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 电动助力转向系统概述
1.3 电动助力转向系统优化设计研究现状
1.4 振动模态的国内外研究现状
1.5 本文主要研究内容
第二章 电动助力转向系统及整车系统动力学建模
2.1 电动助力转向系统动力学模型
2.1.1 方向盘与输入轴模型
2.1.2 助力电机模型
2.1.3 输出轴子模型
2.2 整车动力学模型
2.3 轮胎动力学模型
2.4 转向系统有限元模型
2.4.1 几何模型
2.4.2 单元材料属性和网格划分
2.4.3 有限元模型
2.5 本章小结
第三章 电动助力转向系统性能指标建立
3.1 动力学性能指标
3.1.1 转向路感性能函数
3.1.2 转向灵敏度性能函数
3.1.3 转向稳定性性能函数
3.2 振动模态指标
3.2.1 模态理论基础
3.2.2 响应面设计
3.2.3 一阶固有频率响应面模型
3.2.4 轻量化响应面模型
3.3 耦合性能分析
3.3.1 参数对路感、灵敏度的影响
3.3.2 参数对固有频率、质量的影响
3.3.3 耦合关系确定
3.4 本章小结
第四章 电动助力转向系统多目标多学科优化
4.1 多目标多学科优化问题
4.1.1 多目标优化问题
4.1.2 多学科优化问题
4.2 优化算法
4.3 系统的多目标与多学科优化设计
4.3.1 设计变量
4.3.2 目标函数
4.3.3 基于系统层动态约束的多学科优化模型
4.3.4 优化结果及分析
4.4 本章小结
第五章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]响应面法和BFGS算法在试井分析中的应用[J]. 李道伦,陈刚,查文舒,许恩华. 中国科学技术大学学报. 2018(05)
[2]基于ANSYS的烟组推手有限元分析和优化设计[J]. 汤达伟,吴旭,方鑫. 烟草科技. 2018(04)
[3]卡罗拉电动转向P/S灯长亮的故障排除[J]. 刘涛. 汽车维修. 2018(03)
[4]电动助力转向系统优化标定方法研究[J]. 刘尚,童亮,路艳群,谢明伟. 科学技术与工程. 2016(36)
[5]Ju2000E自升式平台桩腿桩靴优化分析[J]. 唐焱彬,窦培林,李永正. 中国水运(下半月). 2016(12)
[6]基于数字全息层析的三维测量技术[J]. 徐强胜,高瑞翔,房鹤飞,周文静,于瀛洁. 上海计量测试. 2016(03)
[7]基于试验数据的魔术轮胎模型参数估计[J]. 田洪刚,芮强,王红岩. 机械工程师. 2014(05)
[8]基于自适应遗传算法的EPS路感研究[J]. 贾满满,朱景全. 电子设计工程. 2014(08)
[9]汽车轻量化技术的研究与进展[J]. 范子杰,桂良进,苏瑞意. 汽车安全与节能学报. 2014(01)
[10]轮毂电机独立驱动电动汽车差速转向路感控制研究[J]. 赵万忠,王春燕,张宗强,于蕾艳,赵婷. 中国机械工程. 2014(01)
博士论文
[1]弹性动力学问题的时域边界面法[D]. 李源.湖南大学 2015
[2]基于过程交互的复杂动态群体决策方法研究[D]. 卢志平.合肥工业大学 2013
[3]群体智能算法及其在基因表达数据聚类中的应用[D]. 陈伟.江南大学 2011
[4]基于改进传递路径分析方法的动力总成悬置系统优化设计[D]. 龙岩.吉林大学 2010
[5]基于快速控制原型的电动助力转向控制系统研究[D]. 刘俊.合肥工业大学 2009
硕士论文
[1]汽车转向与悬架集成系统多学科设计方法研究[D]. 赵婷.南京航空航天大学 2014
[2]人工神经网络在压电主动减振系统中的应用研究[D]. 涂凡凡.南京航空航天大学 2013
[3]粒子群算法在电网无功功率补偿中的应用[D]. 朱士嘉.华北电力大学 2013
[4]遗传算法与RBF神经网络融合技术应用于微车后桥故障诊断[D]. 刘委.武汉理工大学 2013
[5]电动轮汽车差速助力转向多目标协同优化[D]. 徐晓宏.南京航空航天大学 2013
[6]汽车电动助力转向系统振动特性分析[D]. 周磊磊.合肥工业大学 2012
[7]电动助力转向系统建模仿真及电控单元的研究[D]. 赵斌.湖南大学 2012
[8]基于遗传算法和鲁棒控制理论的EPS控制技术研究[D]. 陈超.湖南大学 2011
[9]机械液压约束活塞发动机多学科协同优化设计支持环境研究[D]. 柳勋.青岛大学 2011
[10]电子镇流器额定最高温度tc测试方法的探讨[D]. 陶正苏.上海交通大学 2010
本文编号：3150129
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