周贤文, 张德俊, 顾 伟

(上海海事大学 航运技术与控制工程交通行业重点实验室,上海 201306)

车门作为汽车的重要部件之一,直接关系乘员的安全性和舒适度。为保证车门的使用寿命和质量,一般汽车在投入市场前要经过疲劳试验。非营运载客车辆在使用年限内的车门开关次数约为65 700次[1]。车门耐久试验中一般采用1.2 m/s或1.5 m/s开闭速度、105次耐久次数作为通用标准,得出车门间隙面差数据并进行分析,从而得到试验结果。常规试验采用气缸为执行器,由于气体热胀冷缩的性质,气缸在高、低温条件下很难正常工作[2],并且人开闭车门的速度也各不相同,而采用同一速度开闭车门得出的试验结果与实际使用状态也不尽相同。

针对上述问题,本文提出了一种基于随机速度的车门疲劳试验方法。采用交流伺服系统,以伺服电缸为执行器,设计速度和位移给定信号发生器,采用自抗扰位置控制器进行位置控制;从融合布谷鸟算法和遗传算法、设计非线性惯性权重系数、设计非线性加速因子3个方面改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO),并采用该算法整定控制器参数,通过仿真验证算法的搜索性能和系统的控制特性。采用随机速度方法分别在高温、低温、常温和高温高湿条件下进行105次试验,得出车门间隙面差数据,并与定值速度试验方法的结果进行分析对比。

1 伺服控制系统

车门耐久试验利用一台控制器完成,试验装置包括机械台架、伺服系统和计算机检测控制系统。……