旋轉電機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)是本文研究的關鍵技術之一。本文基于LQG控制理論和滯環(huán)電流控制原理,設計了旋轉電機式車輛主動懸架控制系統(tǒng),優(yōu)化車輛的平順性。因此,本文關于旋轉電機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行運動學解析。(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;設計旋轉電機式車輛主動懸架控制系統(tǒng),提出控制系統(tǒng)的設計方法;首先采用LQG控制理論求取車輛主動懸架理想主動控制力;其次分析旋轉電機式車輛主動懸架電機選型和阻尼力作動器的特征;進而詳細闡述旋轉電機的數(shù)學模型和滯環(huán)電流控制原理,最后采用滯環(huán)電流控制原理保證旋轉電機式車輛主動懸架能夠實時提供實際主動控制力。(3)根據(jù)旋轉電機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用,通過MATLAB軟件進行數(shù)值仿真。仿真結果分析,旋轉電機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相對于被動懸架分別降低了 56.21%和56.86%。說明本文所設計的車輛主動懸架理想主動控制力作用下工作效果良好,同時旋轉電機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,證明旋轉電機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。
【學位單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U463.33
【部分圖文】：

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

旋轉電機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，國外的學者對電磁主動懸架的研宄又有進一步的突破，??比如在瑞典，ＦｒｅｄｒｉｋＲｏｓｓ、Ｊｏｎａｓｓｏｎ等科學家與ＶＯＬＶＯ車輛研究院合作研發(fā)出??擺臂旋轉電機式車輛主動懸架［１９］，其工作原理是：電機轉子帶動搖臂擺動，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，對電機的磁場分布、磁通量等進行研究，對懸架的整體構造布局、內(nèi)??部安裝空間設計等進行研究

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【參考文獻】

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本文編號：2892233