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1、1 copyright LMS International - 2011程磊程磊 Combined Simulation Manager LMS ChinaLMS车辆转向系统仿真解决方案车辆转向系统仿真解决方案LMS国际公司国际公司 2011.52 copyright LMS International - 2011内 容内 容?LMS国际公司简介国际公司简介?转向系统解决方案详述转向系统解决方案详述?总结总结/Q&A3 copyright LMS International - 2011LMS国际公司简介国际公司简介4 copyright LMS International - 2011LM
2、S国际公司国际公司全球唯一能够同时提供包括测试、仿真 和咨询服务在内的完整解决方案的工程 创新技术公司全球唯一能够同时提供包括测试、仿真 和咨询服务在内的完整解决方案的工程 创新技术公司 ?总部位于比利时总部位于比利时Leuven，在全球，在全球30多个国家 或地区设置有分公司或代表处多个国家 或地区设置有分公司或代表处?核心业务包括测试、仿真、工程咨询三部分核心业务包括测试、仿真、工程咨询三部分?全球已有超过全球已有超过3000家来自航空航天、汽车、 重工、船舶和其它制造业的用户在使用家来自航空航天、汽车、 重工、船舶和其它制造业的用户在使用LMS 公司的产品或服务公司的产品或服务5 cop
3、yright LMS International - 2011LMS的工程创新解决方案的工程创新解决方案LMS Tec.Manager Test data managementLMS Imagine.Lab 1D simulation solutionLMS Virtual.Lab 3D simulation solutionsLMS Engineering and Deployment ServicesLMS SCADASMobile Recorder LabLMS Test.Lab Testbased engineering solutionsLMS Test.Xpress Analyze
4、r testing solutionsLMS SCADASMobile Recorder LabLMS SamTech SamCef MultiPhysics Simulation5 Copyright LMS International - 2008UV6 copyright LMS International - 2011LMS工程咨询服务工程咨询服务资源工具流程专家经验资源工具流程专家经验专家团队专家团队 200+ 咨询服务专 家咨询服务专 家 全球化组织机构全球化组织机构 灵活性灵活性咨询服务的软硬件 及试验条件软件工具咨询服务的软硬件 及试验条件软件工具 LMS Virtual.La
5、b LMS Imagine.Lab LMS SamCef Others 试验工具 数采试验工具 数采/传感器传感器/遥测遥测 Test.Lab TecWare开发流程优化多学科系统级工程流程技术转让开发流程优化多学科系统级工程流程技术转让多年的咨询开发经 验良好的项目管理众多的成功项目多年的咨询开发经 验良好的项目管理众多的成功项目 三一三一 John Deere FUNCTIONAL PERFORMANCE ENGINEERING7 copyright LMS International - 2011转向系统解决方案详述转向系统解决方案详述8 copyright LMS Internatio
6、nal - 2011LMS Virtual.Lab Motion 车辆多体动力学仿真车辆多体动力学仿真分析系统动力学性能分析系统动力学性能对设计改变进行快速评估对复杂系统的载荷进行预测优化操稳和平顺性能为疲劳对设计改变进行快速评估对复杂系统的载荷进行预测优化操稳和平顺性能为疲劳&振动振动&声学分析提 供载荷边界条件声学分析提 供载荷边界条件强大的二次开发功能，可灵 活定制和模板化分析流程强大的二次开发功能，可灵 活定制和模板化分析流程9 copyright LMS International - 2011Chassis ModelRoad Noise SensitivitiesRide Com
7、fort & Drive ability SensitivitiesHandling SensitivitiesRoad Noise ResultRide Comfort & Drive ability ResultHandling ResultTargetsPrioritiesProposed ModificationsEffect of modifications车辆动力学仿真车辆动力学仿真: Virtual Lab 3D仿真定位仿真定位CDT tire虚拟试验台架K&C分析控制器控制器LMS Virtual.Lab Motion数据交换数据交换Imagine.Lab AMESim道路载荷
8、确定车辆动力学车辆动力学R&Hp p多属性优化10 copyright LMS International - 2011Imagine.Lab AMESim多领域系统仿真平台多领域系统仿真平台?图形化模块化多学科系统建模图形化模块化多学科系统建模?基于集中参数和物理元件数学模型基于集中参数和物理元件数学模型?仿真模型由多个物理元件模型组合而成仿真模型由多个物理元件模型组合而成?每个物理元件模型用图标表示，且完全 参数化每个物理元件模型用图标表示，且完全 参数化?流体、机械、热、电气与电磁、控制、 驾驶、发动机等流体、机械、热、电气与电磁、控制、 驾驶、发动机等40多个专业库多个专业库?多层次多
9、级复杂程度模型多层次多级复杂程度模型 ?主要分析功能主要分析功能?动态响应分析动态响应分析?稳态分析稳态分析?模态分析模态分析?频率响应分析、根轨迹分析频率响应分析、根轨迹分析?DOE、优化分析、蒙特卡罗分析、优化分析、蒙特卡罗分析?活性指数分析活性指数分析?阶次分析阶次分析?实时仿真与硬件在环实时仿真与硬件在环 ?与其它软件的无缝集成与其它软件的无缝集成?多体动力学多体动力学?有限元有限元?CFD?控制系统控制系统11 copyright LMS International - 2011Imagine.Lab AMESim车辆动力学解决方案车辆动力学解决方案转向系统减振器/横向稳定杆动力传动
10、系统控制器控制器制动, ABS, ESP车辆动力学LMS Imagine.Lab12 copyright LMS International - 2011车辆转向系统仿真分析需求车辆转向系统仿真分析需求?转向系统?液压式（HPS）?电液式（EHPS）?电动式（EPS）?在车辆转向系统中，存在机械、 电子控制、电气与液压传动等 多种学科和子系统的耦合，是 典型的机电液耦合的多学科系 统?控制控制?电气电气?液压液压?机械机械13 copyright LMS International - 2011车辆转向系统仿真分析需求车辆转向系统仿真分析需求车辆转向系统设计与分析需求车辆转向系统设计与分析需求
11、 ?转向系统机电液多学科建模?建立各类转向（HPS、EHPS、 EPS等）的电液系统模型?设计并验证转向系统的方案和 组成部件的规格?验证转向系统的静、动态特性?优化转向系统设计方案 ?与整车动力学的集成?转向系统与整车的匹配?带转向系统的整车操稳性能?转向抖动分析?转向感分析、转向回正性能分 析14 copyright LMS International - 2011LMS 1D+3D 汽车转向系统解决方案 概述汽车转向系统解决方案 概述?LMS为转向系统开发和仿真分析提供 “端对端”的解决方案：?控制器和电液伺服系统基于 Imagine.Lab AMESim建模， Imagine.Lab提
12、供控制、液压、 电机驱动等多领域专业应用 库，可以很好的满足各类转向 系统建模需求?转向系统的机械结构和整车动 力学模型可以通过Virtual.Lab Motion进行建模，VL Motion提 供了包括转向系统在内的各子 系统和整车建模和分析模板?通过Imagine.Lab AMESim和 Virtual.Lab Motion的无缝集成接 口，可以将转向系统电液模型 与整车模型集成，研究转向系 统与整车模型的匹配和驾驶机 动性15 copyright LMS International - 2011LMS Imagine.Lab AMESim动力转向系统的解决方案动力转向系统的解决方案解决方
13、案解决方案 ?精确和高效的液压和电气应用库 ?电控单元模块与 Matlab/Simulink 集成 ?摩擦和机械模型库 ?多学科领域应用 ?与多体动力学的集成主要受益主要受益 ?开放的体系结构：对于不同技术类型全液压 (HPS), 电液 (EHPS), 电动 (EPS) 助力转向, 电控转向(SBW)系统 ?爬缸、颤震和纯液压振动现象分析 ?停车和驾驶机动性分析 ?确保可维护性和可重复使用性 ?采用精确可靠的模型来进行系统的设计（确定尺寸、能耗分析、 振动分析、耦合分析）分析内容分析内容 ?流量和压力的波动 ?泵流量脉动的缩减 ?供油管路中的噪声及振动 ?电子部分的动态特性和性能 ?控制策略的
14、离线测试 ?悬架系统和转向系统的耦合等16 copyright LMS International - 2011AMESim转向系统建模相关专业库转向系统建模相关专业库?控制、液压、液压元件设计库、电气系统/功率电子/电机驱动库、机械库等17 copyright LMS International - 2011液压液压/电液助力转向系统电液助力转向系统?可以建立转阀、泵以及液压回路的详细模型 ?振动(爬缸或者液压振动)，稳定性分析 ?电液以及液压系统的详细分析验证 ?深入洞察各种液压转向系统以选择正确的技 术路线18 copyright LMS International - 2011液压液压
15、/电液助力转向系统模型电液助力转向系统模型?根据实际分析目的可以有不同 层次的建模方法 ?基本模型：不考虑具体技术结 构，例如访问助力曲线?主要用于初步方案设计和 实时仿真 ?详细模型：根据转向系统的构 造，详细建立液压回路和机械 传动链，包括油泵、管道、转 向阀、油缸、转向柱、齿轮齿 条等?振动(爬缸或者液压振 动)，稳定性分析?电气、电液以及液压系统 的详细分析验证?深入洞察各种液压转向系 统以选择正确的技术方案?有助于确定最佳的转向性 能并对各种技术方案进行 探讨19 copyright LMS International - 2011液压液压/电液助力转向系统模型 转向阀建模电液助力转
16、向系统模型 转向阀建模转向阀建模转向阀建模 ?转向阀的构造较为复杂，需要通过AMESim基本元件的组合来进行建模 ?以右图转阀为例，该转阀的变节流口共有16个（实物），由于其对称性，可以把16 个节流口等效成为4个（模型），其原理等于3位4通阀，但输入信号应当是角度20 copyright LMS International - 2011液压液压/电液助力转向系统模型 转向阀建模电液助力转向系统模型 转向阀建模?可变节流孔应当选择过流面积和水力直径与其输入信号成函数关系的子模型 ?在节流孔参数中选择对应的面积vs角度的数据文件及水力学直径vs角度的数据文件21 copyright LMS International - 2011液压液压/电液助力转向系统模型 转向阀建模电液助力转向系统模型 转向阀建模关于转向阀过流面积vs角度、水力直径vs角度曲线的设置 ?通过AMESim的图表功能-7.0 50.0 -2.0 50.0 0.0 25.5 1.0 5.0 6.5 0.5 7
