载人月球车新型悬架结构设计与动力学分析

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1、中图分类号：U463.33;V476.3论文编号：102870215-S008学科分类号：080204硕士学位论文载人月球车新型悬架结构设计与动力学分析研究生姓名张晓露学科、专业车辆工程研究方向汽车系统动力学与控制指导教师李舜酩教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一五年三月INanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringStructureDesignandDynamicsAnalysisofNew

2、TypeMannedLunarRoverSuspensionSystemAThesisinVehicleEngineeringbyZhangXiaoluAdvisedbyProf.LiShunmingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015II南京航空航天大学硕士学位论文承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经

3、发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：III载人月球车新型悬架结构设计与动力学分析摘要2013年，中国探月二期工程——“嫦娥”工程项目拉开序幕，月球着陆器携带无人驾驶月球车“玉兔号”软着陆到月面上进行科学探测。“嫦娥”工程结束后研制能够高效搭载航天员，有效完成多种探测任务的载人月球车成为中国探月工程下一步的研究

4、重点。本文根据载人月球车整车技术要求及悬架系统的设计要求，参考已有月球车悬架类型，基于提高行驶速度和回收振动能量的目标，设计了一种用于载人登月的新型馈能悬架系统。介绍了该新型馈能悬架系统的结构构型，对其主要零部件进行了详细设计计算，并对馈能悬架作动器的工作原理进行了详细阐释。在PROE软件中建立了新型悬架三维模型，利用有限元分析软件ANSYSWorkbench对该悬架进行了静力学和动力学模态特性仿真分析，初步验证了其结构强度与刚度满足要求；利用多体系统仿真软件MSC.ADAMS建立了搭载该新型悬架的载人月球车整车多体动力学模型，并对载人月球车的操纵性

5、、行驶平顺性、抗倾覆性和几何通过性能进行了仿真分析。在MATLAB/Simulink下建立了路面激励和LQG主动控制器模型，导入AMESim软件中建立了四分之一月球车滚珠丝杠馈能式主动悬架的联合仿真模型，以车身加速度、悬架动挠度、车轮动位移为指标与无主动控制的随动状态馈能悬架模型，进行了仿真对比分析。由仿真结果可知，加入LQG主动控制后馈能悬架的性能指标优于无主动控制的馈能悬架，能够改善月球车的平顺性和操稳性能。关键词：载人月球车悬架，馈能，有限元分析，移动性能，主动控制IV南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTIn2013,theChines

6、elunarexplorationphasetwoproject,ChangeProjectstarted.ThelunarlandercarryingtheunmannedlunarrovernamedRabbitcametothelunarsurfacewithsoftlandingforscientificexploration.AftertheChangeProject,developingamannedlunarroverwhichcanefficientlycarryastronautsandaccomplishavarietyofdet

7、ectiontaskturnedintoChina’slunarexplorationproject’snextresearchpriorities.Accordingtothetechnicalrequirementofthemannedlunarrovervehicleanddesignrequirementofthesuspensionsystem,referencingforotherlunarroversuspensiontype,anewkindofenergyregenerativesuspensionsystemformannedmo

8、onlandingisproposedinthispaperwhichisbasedonthegoalofi