饋能式汽車(chē)電動(dòng)主動(dòng)懸架的理論及試驗(yàn)研究.pdf

1、雖然目前大多數(shù)汽車(chē)上仍采用被動(dòng)懸架，但理論和實(shí)踐證明主動(dòng)懸架性能更為優(yōu)越，它可適應(yīng)各種不同工況，控制車(chē)身姿態(tài)及高度，通過(guò)改變懸架和阻尼特性改善車(chē)輛行駛平順性及輪胎附著性等。然而由于其能耗、成本、附加重量及復(fù)雜程度等問(wèn)題，目前為止主動(dòng)懸架在車(chē)輛上的運(yùn)用并不廣泛。 為此，本論文提出了一種新型的饋能式汽車(chē)電動(dòng)主動(dòng)懸架，它既可以在一定程度上利用電機(jī)的饋能制動(dòng)特性回收由不平路面激勵(lì)引起的車(chē)輛振動(dòng)能量，又能夠進(jìn)行主動(dòng)控制，改善懸架系統(tǒng)性能。

2、本文的研究分兩部分，一方面對(duì)該電動(dòng)懸架在隨動(dòng)狀態(tài)下的饋能特性和懸架性能進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究，另一方面對(duì)其主動(dòng)控制作了理論研究。 首先，基于建模與仿真，對(duì)被動(dòng)懸架減振器耗散的振動(dòng)機(jī)械能及采用LQG進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的主動(dòng)懸架的能量需求進(jìn)行了調(diào)查，得出懸架系統(tǒng)能量回收所具有的潛力，并就振動(dòng)能量的回收方法進(jìn)行了探討。相應(yīng)地，提出了一種電動(dòng)主動(dòng)懸架，并就其工作原理及結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了描述。 其次，以一個(gè)典型的轎車(chē)后懸架為例，考慮其實(shí)際結(jié)構(gòu)

3、要求及工況，設(shè)計(jì)了電機(jī)作動(dòng)器原理樣機(jī)。該原理樣機(jī)主要由直流無(wú)刷電機(jī)及其附屬設(shè)備，如滾珠絲杠、復(fù)原緩沖塊、壓縮緩沖塊等構(gòu)成。電機(jī)作動(dòng)器樣機(jī)特性試驗(yàn)表明其可用于整車(chē)臺(tái)架試驗(yàn)，并得到了用于主動(dòng)控制算法研究的主要參數(shù)。 然后，以Passat B5為試驗(yàn)樣車(chē)，在四通道車(chē)輛道路模擬試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了整車(chē)臺(tái)架試驗(yàn)，比較原被動(dòng)后懸架及所設(shè)計(jì)的電動(dòng)后懸架。試驗(yàn)表明，低頻大振幅工況時(shí)，隨動(dòng)狀態(tài)下的電動(dòng)系統(tǒng)可在基本保證車(chē)輛性能的情況下回饋能量，也就是說(shuō)所

4、設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有能量回收的能力，可在一定程度上將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 另一方面，對(duì)電動(dòng)懸架系統(tǒng)控制系統(tǒng)的控制策略和蓄能策略進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)了電子控制系統(tǒng)。相匹配的電子控制系統(tǒng)主要包括微處理器接口電路、驅(qū)動(dòng)電路、蓄能電路、系統(tǒng)保護(hù)電路、傳感器接口電路和車(chē)載電源電路。 最后，針對(duì)所設(shè)計(jì)的主動(dòng)懸架，通過(guò)車(chē)輛建模與動(dòng)態(tài)仿真，對(duì)其進(jìn)行了控制算法研究?？紤]路面輸入特性及車(chē)輛本身參數(shù)的變化等影響因素，設(shè)計(jì)了控制參數(shù)自校正的懸架動(dòng)行程反饋