發(fā)布時間：2020-11-21 00:18

　　 旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架具備緩和沖擊減少振動,提升車輛平順性的功能;如何使主動懸架控制力作動器提供主動控制力實時保證車輛懸架綜合性能處在最優(yōu)態(tài)是本文研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文基于LQG控制理論和滯環(huán)電流控制原理,設(shè)計了旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架控制系統(tǒng),優(yōu)化車輛的平順性。因此,本文關(guān)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架控制方法的研究成果,可以為車輛半主動/主動懸架控制理論研究和控制系統(tǒng)設(shè)計提供具有實踐意義的參考。全文主要圍繞以下幾個方面開展研究工作:(1)針對前期研究的車輛被動懸架性能特征和設(shè)計車輛性能的優(yōu)化方法,首先系統(tǒng)性地分析車輛系統(tǒng)在實際工況下主要外部因素,然后建立車輛主動懸架模型,再對所建立的模型進(jìn)行運(yùn)動學(xué)解析。(2)基于車輛主動懸架模型,全面分析懸架的性能特征確定了性能評價方法;設(shè)計旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架控制系統(tǒng),提出控制系統(tǒng)的設(shè)計方法;首先采用LQG控制理論求取車輛主動懸架理想主動控制力;其次分析旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架電機(jī)選型和阻尼力作動器的特征;進(jìn)而詳細(xì)闡述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和滯環(huán)電流控制原理,最后采用滯環(huán)電流控制原理保證旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架能夠?qū)崟r提供實際主動控制力。(3)根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架阻尼力作動器建立的SIMULINK仿真模型和主動懸架控制系統(tǒng),針對具體某一車型上的運(yùn)用,通過MATLAB軟件進(jìn)行數(shù)值仿真。仿真結(jié)果分析,旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架的實際控制和理想控制的懸架二次型綜合性能評價指標(biāo)相對于被動懸架分別降低了 56.21%和56.86%。說明本文所設(shè)計的車輛主動懸架理想主動控制力作用下工作效果良好,同時旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架采用滯環(huán)電流控制原理產(chǎn)生的實際主動控制力保證車輛性能與理想狀態(tài)非常接近,證明旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架配備本文研究的控制系統(tǒng)一定程度改善車輛的平順性。
【學(xué)位單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.33
【部分圖文】：

１９９０－２０００年期間，國外學(xué)者提出一款新型旋轉(zhuǎn)式電磁懸架作動器，其中美??國Ｂｅｎｏ等人ｎｉ＿１２］和美國相關(guān)研發(fā)部門合作設(shè)計了一臺電磁式作動器并將其安裝??在某一車輛上進(jìn)行試驗。如圖１．１所示，電磁式懸架作動器的基本結(jié)構(gòu)由齒輪、??齒條、通風(fēng)道、軸承、齒條密封圈和密封軸承等部件組成，該裝置機(jī)械部件裝配??精密且密封性很好，保證其工作的可靠性；旋轉(zhuǎn)式電磁懸架作動器的產(chǎn)生控制力??工作原理是：旋轉(zhuǎn)式電磁懸架系統(tǒng)電機(jī)上電，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子把轉(zhuǎn)矩傳給齒??輪，齒輪轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條，齒條沿著懸架作動器工作方向來回運(yùn)行，來抑制懸架??的上下劇烈振動，起到對懸架進(jìn)行主動控制，研發(fā)團(tuán)隊通過采集實驗數(shù)據(jù)得出，??旋轉(zhuǎn)式電磁懸架的確提高了車輛懸架的工作性能。??ｋｌ??卜軸承??通風(fēng)管１??齒條＿＾?—條密封圈??１?密封軸承??Ｗ??圖１．１齒輪齒條電機(jī)式作動器??Ｆｉｇ．ｌ．ｌ?Ｇｅａｒ?ｒａｃｋ?ｍｏｔｏｒ?ｔｙｐｅ?ａｃｔｕａｔｏ??３??

旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架控制研究??＿?ｍｋ??１?＿??圖１．?２博世牌車輛電磁主動懸架??Ｆｉｇ．１．２?ＢＯＳＣＨ?ｂｒａｎｄ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｃｔｉｖｅ?ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ??｜?．Ｔ?３＾ｉ＇?＇ｉｔ－??—！?”＇Ｔ’＿ｌｌｉ—Ｂ??圖１．?３博世電磁主動懸架路試性能對比??Ｆｉｇ．?１．３?ＢＯＳＣＨ?ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｃｔｉｖｅ?ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ?ｒｏａｄ?ｔｅｓｔ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｃｏｎｔｒａｓｔ??２００６至２０１０年期間，國外的學(xué)者對電磁主動懸架的研宄又有進(jìn)一步的突破，??比如在瑞典，ＦｒｅｄｒｉｋＲｏｓｓ、Ｊｏｎａｓｓｏｎ等科學(xué)家與ＶＯＬＶＯ車輛研究院合作研發(fā)出??擺臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架［１９］，其工作原理是：電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動搖臂擺動，搖??臂擺動柔和抑制車輛懸架的上下振動，等同于改善了懸架阻尼效果，達(dá)到主動控??制，但是這套系統(tǒng)對各個部件的材料性能要求很高，特別是擺臂要有非常高強(qiáng)度??并且要具備柔軔性。在荷蘭，Ｂａｒｔ?Ｌ．Ｊ．Ｇｙｓｅｎ、Ｊｏｈａｎｎｅｓ?Ｊ．Ｈ．Ｐａｕｌｉｄｅｓ等車輛懸架??研發(fā)人員，對電機(jī)的磁場分布、磁通量等進(jìn)行研究，對懸架的整體構(gòu)造布局、內(nèi)??部安裝空間設(shè)計等進(jìn)行研究

｜?．Ｔ?３＾ｉ＇?＇ｉｔ－??—！?”＇Ｔ’＿ｌｌｉ—Ｂ??圖１．?３博世電磁主動懸架路試性能對比??Ｆｉｇ．?１．３?ＢＯＳＣＨ?ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?ａｃｔｉｖｅ?ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ?ｒｏａｄ?ｔｅｓｔ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｃｏｎｔｒａｓｔ??２００６至２０１０年期間，國外的學(xué)者對電磁主動懸架的研宄又有進(jìn)一步的突破，??比如在瑞典，ＦｒｅｄｒｉｋＲｏｓｓ、Ｊｏｎａｓｓｏｎ等科學(xué)家與ＶＯＬＶＯ車輛研究院合作研發(fā)出??擺臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)式車輛主動懸架［１９］，其工作原理是：電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動搖臂擺動，搖??臂擺動柔和抑制車輛懸架的上下振動，等同于改善了懸架阻尼效果，達(dá)到主動控??制，但是這套系統(tǒng)對各個部件的材料性能要求很高，特別是擺臂要有非常高強(qiáng)度??并且要具備柔軔性。在荷蘭，Ｂａｒｔ?Ｌ．Ｊ．Ｇｙｓｅｎ、Ｊｏｈａｎｎｅｓ?Ｊ．Ｈ．Ｐａｕｌｉｄｅｓ等車輛懸架??研發(fā)人員，對電機(jī)的磁場分布、磁通量等進(jìn)行研究，對懸架的整體構(gòu)造布局、內(nèi)??部安裝空間設(shè)計等進(jìn)行研究
【參考文獻(xiàn)】

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3 王慶年;劉松山;王偉華;魏昊;;滾珠絲杠式饋能型減振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)匹配[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2012年05期

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本文編號：2892233