基于分級(jí)變壓的ESASRE作動(dòng)器及控制的設(shè)計(jì).pdf

1、電磁饋能型半主動(dòng)懸架在具有改善車輛行駛平順性和操縱穩(wěn)定性的同時(shí)還具有將傳統(tǒng)減振器以熱能形式耗散掉的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變成電能的功能，因而具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。為了提高電磁饋能型懸架作動(dòng)器的控制精度，本文提出了一種分級(jí)變壓充電控制方法，并基于此方法研究了電磁饋能型半主動(dòng)懸架(ESASRE)作動(dòng)器及控制設(shè)計(jì)。本文所做的主要研究工作如下:
　　首先，結(jié)合電磁饋能型懸架技術(shù)的研究現(xiàn)狀，以改善電磁饋能型半主動(dòng)懸架工作效果為目標(biāo)，為其提出一種分級(jí)

2、變壓充電控制方法，并建立了1/2車四自由度電磁饋能型半主動(dòng)懸架的動(dòng)力學(xué)模型以及確定車輛懸架性能的評(píng)價(jià)方法。
　　其次，為確定ESASRE作動(dòng)器的最大等效阻尼，提出一種確定半主動(dòng)懸架等效阻尼最大值的方法。該方法通過改變計(jì)算實(shí)時(shí)阻尼值的懸架相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度下限vflr，以獲取阻尼均方根值與懸架二次型性能指標(biāo)J的對(duì)應(yīng)關(guān)系，選定當(dāng)vflr為0.1m/s、J增大不超過2％時(shí)的阻尼均方根值為最大等效阻尼選擇基準(zhǔn)，并以滿足99％可變阻尼使用要求確定

3、最大等效阻尼為上述阻尼均方根值的2.58倍。
　　再次，以充電電壓0V、懸架相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度1m/s、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比100π和等效阻尼最大值4230N·s/m為設(shè)計(jì)條件，利用Ansoft/maxwell軟件進(jìn)行饋能電機(jī)的設(shè)計(jì)。當(dāng)電機(jī)參數(shù):定子繞組阻值R=0.737Ω，d、q軸電感Ld=Lq=1.339mH，磁鏈值ψ=0.116mV·s以及電機(jī)極對(duì)數(shù)p=2，PMSM提供均值為13.21N·m的阻尼力矩，即等效阻尼值為4198 N·s

4、/m，基本滿足ESASRE作動(dòng)器的最大等效阻尼設(shè)計(jì)要求。
　　最后，利用Matlab/Simulink軟件建立采用永磁同步電機(jī)作為電磁饋能懸架作動(dòng)器仿真模型，并以Ansoft/maxwell軟件中所得到的定子繞組阻值R，d、q軸電感Ld、Lq，磁鏈值ψ以及電機(jī)極對(duì)數(shù)p作為Matlab/Simulink軟件中作動(dòng)器仿真模型的基本設(shè)置參數(shù)，通過數(shù)值仿真獲得基于分級(jí)變壓控制的ESASRE作動(dòng)器力學(xué)特性;基于此力學(xué)特性設(shè)計(jì)懸架分級(jí)變壓充電

5、控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)根據(jù)懸架相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和理想控制力，采用最小二乘法以及數(shù)值擬合進(jìn)行相應(yīng)匹配計(jì)算得到分級(jí)變壓的充電電壓，進(jìn)而得到實(shí)際控制力。
　　虛擬仿真結(jié)果顯示:基于分級(jí)變壓的ESASRE懸架和理想主動(dòng)懸架的懸架二次型性能指標(biāo)J值相比于被動(dòng)懸架的懸架二次型性能指標(biāo)J值分別減小30.2％和39.7％;基于分級(jí)變壓充電控制的前、后ESASRE懸架中流向分塊蓄電池組的能量占到懸架振動(dòng)耗散能量的85.3％和86.8％;綜上所述，基于分級(jí)