直線電機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)定性是評價車輛懸架性能的核心指標。被動/半主動懸架無法對二者進行有效協(xié)調(diào)，主動懸架要以消耗大量能量為前提以實現(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)能減排是當前汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主題，對懸架系統(tǒng)而言，如何在滿足車輛基本性能的同時，減小能量消耗、實現(xiàn)懸架振動能量回收是當前亟待解決的熱點問題，該問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式饋能懸架，并

2、對直線電機作動器進行理論研究和試驗驗證。根據(jù)實際路面工況，探求懸架主動控制與隨動饋能的切換依據(jù)，設(shè)計模式切換控制策略，在滿足乘坐舒適性的前提下，實現(xiàn)最大化饋能。
　　首先，構(gòu)建了阻尼-彈簧-電機并聯(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)電機工作原理，搭建了直線電機數(shù)學模型及其控制模型，并進行了直線電機特性試驗，驗證了直線電機數(shù)學模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，建立了1/4饋能懸架模型，計算了隨動狀態(tài)下回收的振動能量，探討了乘坐

3、舒適性與饋能效率之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，研究了懸架與電機的參數(shù)匹配。
　　其次，分析了直線電機式饋能懸架的工作原理，設(shè)計了饋能電路，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狀態(tài)下的性能;隨后，基于模式切換控制方法進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可有效回收部分振動能量;在此基礎(chǔ)上，搭建了試驗臺架，對饋能懸架特性進行試驗驗證，仿真結(jié)果與試驗結(jié)果基本一致。
　　最后，在對二

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電流滯環(huán)控制策略，應用MATLAB/Simulink仿真軟件，建立了整車饋能懸架控制系統(tǒng)模型，進行了整車動態(tài)性能的仿真分析，初步驗證了該懸架系統(tǒng)協(xié)調(diào)整車動態(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，懸架在隨動饋能狀態(tài)下，動力學性能略微比被動懸架差一些，但是達到穩(wěn)定需要的時間比被動懸架短。同時，在特定路面條件下，饋能懸架能自由切換懸架工作