饋能型半主動懸架控制及儲能系統(tǒng)的設(shè)計與試驗研究.pdf

1、饋能型半主動懸架能耗低，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，既可提升車輛的動力學(xué)性能，又可將部分車身的振動能量轉(zhuǎn)化為電能，是研究的熱點之一。在傳統(tǒng)懸架基礎(chǔ)上并聯(lián)單個直線電機，構(gòu)建饋能型半主動懸架系統(tǒng)，設(shè)計包含DC_DC變換器的半主動懸架控制回路，可進行Buck和Boost兩種工作模式的切換，實時調(diào)節(jié)開關(guān)信號的占空比，實現(xiàn)電機繞組電流對參考電流的跟蹤控制，得到理想電機電磁阻尼力的輸出，達到饋能型懸架半主動控制的目的。將超級電容作為過渡儲能裝置，與半主動控

2、制回路的輸出端相連，經(jīng)超級電容模式切換電路及穩(wěn)壓充電電路將超級電容中的電能最終儲存至車用電池中。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，設(shè)計了系統(tǒng)的總體方案，基于天棚加地棚的半主動控制策略搭建了懸架單輪模型，在MATLAB中對系統(tǒng)的饋能特性進行了仿真分析，完成了儲能裝置的初步選型。分析了系統(tǒng)的阻尼特性和半主動控制回路的工作特性，得到了饋能型懸架半主動控制回路工作模式切換規(guī)律。
　　第二，分析了硬件電路的架構(gòu)，簡要敘述了控制系統(tǒng)數(shù)

3、據(jù)處理單元dSPACE的硬件配置及軟件功能。完成了半主動控制及儲能系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，主要包含：半主動控制回路中電感及電路主體的設(shè)計，芯片的選型及拓展電路的設(shè)計；超級電容模式切換電路主體的設(shè)計及開關(guān)管的選型分析；穩(wěn)壓充電電路的設(shè)計及原理解析。
　　第三，將DC_DC變換器應(yīng)用于懸架系統(tǒng)，仿真分析了超級電容初始端電壓對懸架系統(tǒng)饋能效率、動力學(xué)性能的影響機理，提出了一種針對饋能型半主動懸架系統(tǒng)的超級電容模式切換的控制策略。仿真結(jié)果表明

4、：超級電容模式切換控制策略對懸架的動力學(xué)性能無影響，但系統(tǒng)能量回收的效率平均提高了18％。
　　第四，針對半主動控制回路中電流的控制，設(shè)計了一種模糊-PI混合控制器，并基于dSPACE進行了試驗驗證，試驗結(jié)果表明：該控制器能夠?qū)崿F(xiàn)電路中實際電流對參考電流的精確跟蹤。
　　最后，在單通道試驗臺上，針對正弦激勵和隨機激勵兩種輸入，研究了系統(tǒng)的被動饋能特性。將DC_DC變換器應(yīng)用于懸架系統(tǒng)，分析了超級電容初始端電壓對懸架系統(tǒng)的影響