直線電機(jī)式饋能懸架模式切換控制研究.pdf

1、乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)車輛懸架性能的核心指標(biāo)。被動(dòng)/半主動(dòng)懸架無(wú)法對(duì)二者進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，主動(dòng)懸架要以消耗大量能量為前提以實(shí)現(xiàn)二者并存。在上述情況中，懸架系統(tǒng)都是耗能元件，而節(jié)能減排是當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主題，對(duì)懸架系統(tǒng)而言，如何在滿足車輛基本性能的同時(shí)，減小能量消耗、實(shí)現(xiàn)懸架振動(dòng)能量回收是當(dāng)前亟待解決的熱點(diǎn)問(wèn)題，該問(wèn)題的解決不僅符合汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主題，也可為汽車的節(jié)能減排提供一種新的思路與方法。為此，本文提出一種直線電機(jī)式饋能懸架，并

2、對(duì)直線電機(jī)作動(dòng)器進(jìn)行理論研究和試驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)實(shí)際路面工況，探求懸架主動(dòng)控制與隨動(dòng)饋能的切換依據(jù)，設(shè)計(jì)模式切換控制策略，在滿足乘坐舒適性的前提下，實(shí)現(xiàn)最大化饋能。
　　首先，構(gòu)建了阻尼-彈簧-電機(jī)并聯(lián)的懸架結(jié)構(gòu)框架，分析了該懸架的饋能潛力，借鑒旋轉(zhuǎn)電機(jī)工作原理，搭建了直線電機(jī)數(shù)學(xué)模型及其控制模型，并進(jìn)行了直線電機(jī)特性試驗(yàn)，驗(yàn)證了直線電機(jī)數(shù)學(xué)模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，建立了1/4饋能懸架模型，計(jì)算了隨動(dòng)狀態(tài)下回收的振動(dòng)能量，探討了乘坐

3、舒適性與饋能效率之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，研究了懸架與電機(jī)的參數(shù)匹配。
　　其次，分析了直線電機(jī)式饋能懸架的工作原理，設(shè)計(jì)了饋能電路，提出了基于不同路面工況的饋能懸架模式切換控制方法，研究了饋能懸架在隨動(dòng)狀態(tài)下的性能;隨后，基于模式切換控制方法進(jìn)行了饋能懸架性能仿真分析，結(jié)果表明，饋能懸架在滿足乘坐舒適性的同時(shí)可有效回收部分振動(dòng)能量;在此基礎(chǔ)上，搭建了試驗(yàn)臺(tái)架，對(duì)饋能懸架特性進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致。
　　最后，在對(duì)二

4、自由度饋能懸架研究的基礎(chǔ)上，基于整車姿態(tài)協(xié)調(diào)控制原理，結(jié)合懸架模糊控制理論和直線電機(jī)電流滯環(huán)控制策略，應(yīng)用MATLAB/Simulink仿真軟件，建立了整車饋能懸架控制系統(tǒng)模型，進(jìn)行了整車動(dòng)態(tài)性能的仿真分析，初步驗(yàn)證了該懸架系統(tǒng)協(xié)調(diào)整車動(dòng)態(tài)性能與饋能性能之間關(guān)系的潛力。
　　上述研究結(jié)果表明，懸架在隨動(dòng)饋能狀態(tài)下，動(dòng)力學(xué)性能略微比被動(dòng)懸架差一些，但是達(dá)到穩(wěn)定需要的時(shí)間比被動(dòng)懸架短。同時(shí)，在特定路面條件下，饋能懸架能自由切換懸架工作