基于超磁致伸縮作動器的車輛垂向振動主動懸架仿真研究.pdf

1、高速車輛的迅猛發(fā)展給人們出行提供了諸多便利，為經(jīng)濟區(qū)域化的形成奠定了堅實的交通基礎。與此同時，車輛運行過程的結(jié)構振動問題也隨之加劇，引發(fā)了一系列的不良影響。改善轉(zhuǎn)向架性能的主動控制方法是解決上述問題的主要途徑之一，因此主動懸架控制系統(tǒng)的研究具有重要的研究價值且也必將成為未來懸架系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。針對主動懸架中傳統(tǒng)作動器結(jié)構復雜、耗能較大以及減振效果較差等問題，本文采用新型智能型超磁致伸縮作動器用于主動懸架系統(tǒng)，達到對車輛振動進行控制抑

2、制，提高車輛運行平穩(wěn)性、乘坐舒適性的目的，同時，本課題對延長車輛零部件和軌道路基的使用壽命、降低對周圍環(huán)境的影響也具有重要的意義。
　　本文首先對引起車輛振動的根源進行系統(tǒng)的分析，利用離散傅立葉變換法將頻域軌道譜轉(zhuǎn)化成時域形式的軌道不平順；另一方面，對超磁致伸縮作動器的工作機理、性能要求和結(jié)構設計進行研究。在分析車輛垂向振動原理和超磁致伸縮作動器伸縮特性的基礎上，分別建立了6-DOF車輛垂向振動模型和超磁致伸縮作動器的動力學模型。

3、其次，在提出將超磁致伸縮作動器作為車輛主動懸架的力發(fā)生器方案的基礎上，利用基于頻響函數(shù)的子結(jié)構法建立了作動器與懸架系統(tǒng)耦合關系模型，揭示了超磁致伸縮作動器作動規(guī)律和車輛垂向振動之間的耦合性和參數(shù)匹配關系；通過對超磁致伸縮作動器的動力學模型用于6-DOF車輛主動懸架模型中的力輸出控制模型和位移輸出控制模型分別進行分析，得出超磁致伸縮作動器能夠滿足車輛主動懸架中主動力的要求，但不能滿足驅(qū)動位移要求，因此，本文設計了適用于超磁致伸縮作動器瞬時

4、響應的位移放大機構，保證了一定的放大倍數(shù)，滿足了超磁致伸縮作動器用于車輛主動懸架中的要求。最后，將位移放大機構與超磁致伸縮作動器模型相結(jié)合，對比研究了不同放大倍數(shù)對超磁致伸縮作動器控制效果的影響。并將位移放大機構與超磁致伸縮作動器模型連接于車輛主動懸架模型中，在MATLAB/Simulink中搭建基于超磁致伸縮作動器的車輛主動懸架控制模型，通過仿真對比分析主動懸架系統(tǒng)和被動懸架系統(tǒng)中的車輛振動響應控制狀況，驗證了將超磁致伸縮作動器用于車