車用液電式饋能減振器特性分析及控制技術(shù)研究.pdf

1、液電式饋能減振器是一種可以將車身垂直振動相關(guān)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的新型阻尼系統(tǒng)，區(qū)別于傳統(tǒng)減振器的饋能特性使其具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文分析了典型饋能減振器的結(jié)構(gòu)，結(jié)合饋能減振器的發(fā)展現(xiàn)狀提出了一種采用浮動活塞蓄能器的液電式饋能減振器方案，基于該方案推導(dǎo)出阻尼力表達(dá)式，建立了減振器阻尼力仿真模型，并對液電式饋能減振器的速度特性和示功特性進(jìn)行了研究。給出了液電式饋能減振器速度反饋系數(shù)的定義，并提出采用改變速度反饋系數(shù)來獲得連續(xù)可

2、調(diào)阻尼力的控制方法。液電式饋能減振器的阻尼特性仿真及試驗(yàn)結(jié)果同理論分析相符，其阻尼力主動可控。同時(shí)文中還對影響?zhàn)伳軠p振器阻尼特性的因素進(jìn)行了仿真分析。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴利用矢量變換方法，以減振器阻尼特性滿足車用要求為目標(biāo)，建立了參數(shù)化永磁同步電機(jī)（PMSM）模型和磁場定向控制（FOC）算法模型，給出了id?0矢量控制方式的實(shí)現(xiàn)方法，分別研究了饋能電機(jī)在不同輸入條件下的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性。在對饋能電機(jī)進(jìn)行id?0矢量控制的基礎(chǔ)上

3、，完成了液電式饋能減振器阻尼特性的聯(lián)合仿真，仿真結(jié)果表明矢量控制下饋能電機(jī)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性能夠滿足饋能減振器的需求。
　?、平Y(jié)合1/4車輛半主動懸架的動力學(xué)方程和傳遞函數(shù)模型，指出車身加速度和懸架動撓度傳遞函數(shù)分別具有兩個類型不同的不動點(diǎn)。液電式饋能懸架的頻域仿真表明：車身加速度、懸架動撓度與車輪動行程三者之間是相互影響與相互制約關(guān)系，在對饋能減振器進(jìn)行控制時(shí)，如果要優(yōu)化其中一項(xiàng)性能，就必需同時(shí)以其它的性能作為約束條件。研究了隨機(jī)路

4、面的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，基于隨機(jī)路面激勵對液電式饋能懸架在天棚阻尼控制下的能量回饋特性進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明：采用天棚控制的液電式饋能懸架改善了懸架的性能，同時(shí)還回收了電能；液電式饋能懸架的不同控制方法并不影響其電機(jī)的饋能平均功率。
　?、歉鶕?jù)雙端子魯棒控制的基本框圖，對H∞控制問題進(jìn)行了描述。設(shè)計(jì)了饋能懸架的H∞控制器結(jié)構(gòu)并給出了各加權(quán)函數(shù)選擇原則。利用經(jīng)過加權(quán)的饋能懸架的增廣模型，對饋能懸架的頻域和時(shí)域性能進(jìn)行了仿真分析。仿真表明

5、：在車身固有頻率附近本文所設(shè)計(jì)的控制器其性能明顯優(yōu)于天棚阻尼控制器，而在其它頻段內(nèi)其性能與天棚阻尼控制器相當(dāng)。H∞控制器在改善饋能懸架的低頻響應(yīng)性能的同時(shí)并不惡化其高頻響應(yīng)性能。在凸塊路面激勵下，H∞控制的饋能懸架其性能優(yōu)于天棚控制；在隨機(jī)路面激勵下，H∞控制的饋能懸架其饋能平均功率與天棚控制的近似相等。
　?、然谕茖?dǎo)出的7段式空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）信號占空比的計(jì)算表達(dá)式，對饋能電機(jī)矢量控制算法進(jìn)行了快速控制原型（RCP