直線(xiàn)電機(jī)式混合懸架性能及參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、車(chē)輛在行駛過(guò)程中受路面沖擊影響產(chǎn)生振動(dòng)，傳統(tǒng)被動(dòng)懸架通過(guò)阻尼減振器衰減這部分振動(dòng)，從而保證車(chē)輛的乘坐舒適性，而這部分懸架振動(dòng)能量最終以熱能的形式耗散到空氣中。相關(guān)研究表明車(chē)輛懸架振動(dòng)能量回收潛能巨大，而這部分能量一直未被回收利用。目前，國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)專(zhuān)家學(xué)者主要以改善車(chē)輛的乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性、行駛安全性等對(duì)主動(dòng)懸架進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。而主動(dòng)懸架需要消耗較大的能量實(shí)現(xiàn)其主動(dòng)控制，一般用于一些大排量的豪華轎車(chē)上，與當(dāng)今社會(huì)車(chē)輛設(shè)計(jì)追求“節(jié)能減

2、排”的理念相違背。因此，既能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制又能回收振動(dòng)能量的新型懸架成為當(dāng)前懸架設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)。本文提出了一種懸架設(shè)計(jì)的新思路，在傳統(tǒng)被動(dòng)懸架基礎(chǔ)上加入了圓筒型永磁直線(xiàn)電機(jī)組成混合懸架，即圓筒型永磁直線(xiàn)電機(jī)、阻尼減振器和彈簧相并聯(lián)的形式，直線(xiàn)電機(jī)既可作為電磁作動(dòng)器提供作動(dòng)力改善懸架動(dòng)力學(xué)性能，又可作為發(fā)電機(jī)回收懸架振動(dòng)能量。
　　首先，對(duì)比分析了多種類(lèi)型懸架的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，確定了混合懸架的結(jié)構(gòu)，并對(duì)其工作原理以及工作模式進(jìn)行了闡述；

3、介紹了直線(xiàn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理以及回收懸架振動(dòng)能量的原理；建立了路面輸入模型、混合懸架理想線(xiàn)性二自由度模型。
　　其次，分別對(duì)混合懸架在主動(dòng)減振模式和被動(dòng)饋能模式下的懸架性能進(jìn)行了仿真比對(duì)研究。在主動(dòng)減振模式下，設(shè)計(jì)了LQG最優(yōu)控制器，將混合懸架與全主動(dòng)懸架、被動(dòng)懸架進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)性能對(duì)比，表明混合懸架與全主動(dòng)懸架性能基本一致，而要優(yōu)于被動(dòng)懸架；在被動(dòng)饋能模式下，設(shè)計(jì)了饋能電路，仿真計(jì)算了懸架功率、電機(jī)功率以及電源充電功率，表明懸架振動(dòng)

4、能量回收潛能較大，計(jì)算了饋能效率。對(duì)比分析了混合懸架與被動(dòng)懸架動(dòng)力學(xué)性能，表明兩者基本一致。對(duì)混合懸架減振器阻尼系數(shù)CS和彈簧剛度KS進(jìn)行參數(shù)靈敏度分析。
　　然后，采用粒子群算法對(duì)混合懸架進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，闡述了粒子群算法的基本原理，算法流程以及算法參數(shù)選擇原則。以懸架的舒適性、安全性、饋能性為優(yōu)化目標(biāo)，減振器阻尼系數(shù)CS和彈簧剛度KS作為優(yōu)化變量，在Matlab/Simulink中編寫(xiě)粒子群算法程序，進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。對(duì)優(yōu)化后的混合懸