本文關(guān)鍵詞：直線電機(jī)式混合懸架性能及參數(shù)優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 混合懸架 直線電機(jī) 粒子群算法 振動(dòng)能量回收 平順性

【摘要】：車輛在行駛過(guò)程中受路面沖擊影響產(chǎn)生振動(dòng),傳統(tǒng)被動(dòng)懸架通過(guò)阻尼減振器衰減這部分振動(dòng),從而保證車輛的乘坐舒適性,而這部分懸架振動(dòng)能量最終以熱能的形式耗散到空氣中。相關(guān)研究表明車輛懸架振動(dòng)能量回收潛能巨大,而這部分能量一直未被回收利用。目前,國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)專家學(xué)者主要以改善車輛的乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性、行駛安全性等對(duì)主動(dòng)懸架進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。而主動(dòng)懸架需要消耗較大的能量實(shí)現(xiàn)其主動(dòng)控制,一般用于一些大排量的豪華轎車上,與當(dāng)今社會(huì)車輛設(shè)計(jì)追求“節(jié)能減排”的理念相違背。因此,既能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制又能回收振動(dòng)能量的新型懸架成為當(dāng)前懸架設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)。本文提出了一種懸架設(shè)計(jì)的新思路,在傳統(tǒng)被動(dòng)懸架基礎(chǔ)上加入了圓筒型永磁直線電機(jī)組成混合懸架,即圓筒型永磁直線電機(jī)、阻尼減振器和彈簧相并聯(lián)的形式,直線電機(jī)既可作為電磁作動(dòng)器提供作動(dòng)力改善懸架動(dòng)力學(xué)性能,又可作為發(fā)電機(jī)回收懸架振動(dòng)能量。首先,對(duì)比分析了多種類型懸架的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn),確定了混合懸架的結(jié)構(gòu),并對(duì)其工作原理以及工作模式進(jìn)行了闡述;介紹了直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理以及回收懸架振動(dòng)能量的原理;建立了路面輸入模型、混合懸架理想線性二自由度模型。其次,分別對(duì)混合懸架在主動(dòng)減振模式和被動(dòng)饋能模式下的懸架性能進(jìn)行了仿真比對(duì)研究。在主動(dòng)減振模式下,設(shè)計(jì)了LQG最優(yōu)控制器,將混合懸架與全主動(dòng)懸架、被動(dòng)懸架進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)性能對(duì)比,表明混合懸架與全主動(dòng)懸架性能基本一致,而要優(yōu)于被動(dòng)懸架;在被動(dòng)饋能模式下,設(shè)計(jì)了饋能電路,仿真計(jì)算了懸架功率、電機(jī)功率以及電源充電功率,表明懸架振動(dòng)能量回收潛能較大,計(jì)算了饋能效率。對(duì)比分析了混合懸架與被動(dòng)懸架動(dòng)力學(xué)性能,表明兩者基本一致。對(duì)混合懸架減振器阻尼系數(shù)CS和彈簧剛度KS進(jìn)行參數(shù)靈敏度分析。然后,采用粒子群算法對(duì)混合懸架進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,闡述了粒子群算法的基本原理,算法流程以及算法參數(shù)選擇原則。以懸架的舒適性、安全性、饋能性為優(yōu)化目標(biāo),減振器阻尼系數(shù)CS和彈簧剛度KS作為優(yōu)化變量,在Matlab/Simulink中編寫(xiě)粒子群算法程序,進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。對(duì)優(yōu)化后的混合懸架性能進(jìn)行仿真對(duì)比分析,表明饋能性能獲得一定提升,同時(shí)保證了動(dòng)力學(xué)性能。最后,根據(jù)仿真研究搭建相應(yīng)臺(tái)架試驗(yàn),主要包括混合懸架饋能試驗(yàn)和動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果與優(yōu)化仿真結(jié)果基本保持一致,驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)果的可靠性。對(duì)于節(jié)能型懸架開(kāi)發(fā)過(guò)程中關(guān)鍵參數(shù)選取具有參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：混合懸架 直線電機(jī) 粒子群算法 振動(dòng)能量回收 平順性
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.33
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景和意義11-12
• 1.2 混合懸架國(guó)內(nèi)外研究概況12-14
• 1.2.1 混合懸架主動(dòng)控制國(guó)內(nèi)外研究概況12-13
• 1.2.2 混合懸架振動(dòng)能量回饋國(guó)內(nèi)外研究概況13-14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容及方法14-17
• 第二章 混合懸架及其直線電機(jī)作動(dòng)器研究17-25
• 2.1 混合懸架結(jié)構(gòu)選型17-18
• 2.2 混合懸架工作原理簡(jiǎn)述18-19
• 2.3 直線電機(jī)研究19-21
• 2.3.1 直線電機(jī)結(jié)構(gòu)19-20
• 2.3.2 直線電機(jī)工作原理20-21
• 2.4 路面輸入模型21-22
• 2.5 混合懸架建模22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-25
• 第三章 混合懸架性能及參數(shù)靈敏度分析25-45
• 3.1 主動(dòng)減振模式下的性能分析25-35
• 3.1.1 LQG最優(yōu)控制25-28
• 3.1.2 混合懸架動(dòng)力學(xué)性能仿真分析28-35
• 3.2 被動(dòng)饋能模式下的性能分析35-41
• 3.2.1 混合懸架饋能性能仿真分析35-38
• 3.2.2 混合懸架動(dòng)力學(xué)性能仿真分析38-41
• 3.3 混合懸架參數(shù)靈敏度分析41-43
• 3.3.1 減振器阻尼系數(shù)仿真分析41-42
• 3.3.2 彈簧剛度仿真分析42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 基于粒子群算法的混合懸架參數(shù)優(yōu)化45-57
• 4.1 粒子群算法45-49
• 4.1.1 粒子群算法原理45-46
• 4.1.2 粒子群算法基本流程46-47
• 4.1.3 粒子群算法參數(shù)選擇原則47-49
• 4.2 混合懸架參數(shù)優(yōu)化49-52
• 4.2.1 設(shè)計(jì)變量的選取49
• 4.2.2 目標(biāo)函數(shù)的確定49-50
• 4.2.3 約束條件的建立50-51
• 4.2.4 優(yōu)化結(jié)果的計(jì)算51-52
• 4.3 優(yōu)化結(jié)果仿真分析52-55
• 4.3.1 饋能性能仿真分析52-53
• 4.3.2 動(dòng)力學(xué)性能仿真分析53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 臺(tái)架試驗(yàn)及結(jié)果分析57-65
• 5.1 試驗(yàn)儀器及設(shè)備57-58
• 5.2 混合懸架臺(tái)架試驗(yàn)58-60
• 5.2.1 試驗(yàn)整體布局59
• 5.2.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)59-60
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析60-64
• 5.3.1 主動(dòng)減振性能試驗(yàn)分析60-62
• 5.3.2 優(yōu)化結(jié)果試驗(yàn)驗(yàn)證62-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-68
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 碩士期間參加的科研項(xiàng)目、發(fā)表的論文73
• 參加的科研項(xiàng)目73
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 明濤;直線電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域[J];機(jī)械工程師;2001年05期

2 陸啟建;直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)[J];機(jī)械與電子;2001年04期

3 袁紹芝,朱有貴,王成立;直線電機(jī)一般故障的處理[J];山東煤炭科技;2001年01期

4 葉云岳,楊天夫;直線電機(jī)在制造技術(shù)裝備中的應(yīng)用綜述[J];世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng);2002年06期

5 葉云岳;國(guó)內(nèi)外直線電機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J];電器工業(yè);2003年01期

6 蔡長(zhǎng)春,徐志鋒,潘晶,莊建平,劉新才;直線電機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用[J];微電機(jī)(伺服技術(shù));2003年02期

7 王偉進(jìn);直線電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用概述[J];微電機(jī)(伺服技術(shù));2004年01期

8 劉杰輝,范素芹;彈性支撐直線電機(jī)系統(tǒng)模型的建立方法[J];河北工業(yè)科技;2004年05期

9 周勇,黃明星,葉云岳;直線電機(jī)在新型智能鋪粉裝置中的應(yīng)用[J];機(jī)電工程;2004年11期

10 ;直線電機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究與應(yīng)用[J];數(shù)控機(jī)床市場(chǎng);2005年07期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王振濱;;永磁同步直線電機(jī)硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)[A];2010振動(dòng)與噪聲測(cè)試峰會(huì)論文集[C];2010年

2 葉云岳;;國(guó)內(nèi)外直線電機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[A];直線電機(jī)與自動(dòng)化——2002年全國(guó)直線電機(jī)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

3 葉云岳;;直線電機(jī)在機(jī)床業(yè)中的應(yīng)用[A];第七屆中國(guó)小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2002年

4 葉云岳;;直線電機(jī)技術(shù)的研究發(fā)展與應(yīng)用綜述[A];電氣技術(shù)發(fā)展綜述[C];2004年

5 周勇;黃明星;葉云岳;;直線電機(jī)在新型鋪粉裝置中的應(yīng)用[A];2004年全國(guó)直線電機(jī)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

6 趙學(xué)群;楊榮波;王忠川;;直線電機(jī)的應(yīng)用[A];2005年機(jī)械電子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

7 曹榮敏;周惠興;陳現(xiàn)敏;文華強(qiáng);;基于永磁直線電機(jī)的倒立擺創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)[A];第九屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅰ[C];2011年

8 王先逵;石忠東;陳定積;吳丹;;提高直線電機(jī)伺服單元控制精度的綜合措施[A];面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程”學(xué)術(shù)會(huì)議暨企業(yè)生產(chǎn)工程與產(chǎn)品創(chuàng)新專題研討會(huì)論文集[C];2001年

9 曹志彤;何國(guó)光;陳宏平;;超磁致微直線電機(jī)[A];直線電機(jī)與自動(dòng)化——2002年全國(guó)直線電機(jī)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

10 鄧啟文;尹力明;吳峻;;直線電機(jī)靜態(tài)特性研究[A];第11屆全國(guó)電氣自動(dòng)化電控系統(tǒng)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 清科集團(tuán) 趙曉泊;直線電機(jī)將升級(jí)傳統(tǒng)制造業(yè)[N];中國(guó)證券報(bào);2010年

2 記者 張榮文;第一個(gè)直線電機(jī)牽引車輛段安家廣州[N];中國(guó)鐵道建筑報(bào);2005年

3 王迅;中科院與日企共建直線電機(jī)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2006年

4 袁芳邋記者 趙鳳華;中日專家北京交大研討直線電機(jī)軌道交通新技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

5 �？�;國(guó)內(nèi)首列自動(dòng)無(wú)人駕駛直線電機(jī)城軌車輛下線[N];人民鐵道;2007年

6 記者 王小潤(rùn) 凌翔 通訊員 竇新;我國(guó)首列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)直線電機(jī)地鐵列車青島下線[N];光明日?qǐng)?bào);2011年

7 竇新;首列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)直線電機(jī)地鐵列車在青島下線[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

8 劉征;我國(guó)首列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán) 直線電機(jī)地鐵列車下線[N];證券時(shí)報(bào);2011年

9 蘇萬(wàn)明;直線電機(jī)地鐵列車青島下線[N];中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)報(bào);2011年

10 本報(bào)記者 林剛;“青島造”地鐵車在廣州投運(yùn)[N];青島日?qǐng)?bào);2005年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 熊嘉陽(yáng);直線電機(jī)地鐵車輛—板式軌道耦合系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)研究[D];西南交通大學(xué);2014年

2 王寅;多模式壓電直線電機(jī)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

3 陳西府;摩擦驅(qū)動(dòng)型非共振壓電疊層直線電機(jī)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

4 唐傳勝;永磁同步直線電機(jī)控制方法研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 侯明;高精度高速度高頻率直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制方法研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

6 張穎;永磁同步直線電機(jī)磁阻力分析及控制策略研究[D];華中科技大學(xué);2008年

7 程遠(yuǎn)雄;永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

8 曾理湛;永磁同步直線電機(jī)復(fù)雜機(jī)電耦合系統(tǒng)分析與控制方法[D];華中科技大學(xué);2011年

9 王利;現(xiàn)代直線電機(jī)關(guān)鍵控制技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2012年

10 潘東華;面向超精定位系統(tǒng)無(wú)鐵心直流直線電機(jī)精確建模與優(yōu)化研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張利那;數(shù)控機(jī)床用直線電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];河北工程大學(xué);2011年

2 王守雨;直線電機(jī)推力分析與隔磁防護(hù)技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

3 吳紅偉;新型永磁同步直線電機(jī)的性能分析及實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

4 蘇煥宇;永磁同步直線電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)和測(cè)試[D];湖南大學(xué);2013年

5 黨明輝;基于DSP的永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)的研究[D];浙江理工大學(xué);2015年

6 陳濤;基于城軌列車的雙饋直線電機(jī)的控制研究[D];西南交通大學(xué);2015年

7 曾志凌;城軌列車雙饋直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)電磁計(jì)算與設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2015年

8 吳紅杰;直流直線牽引傳動(dòng)系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

9 趙彬;快速運(yùn)動(dòng)及制動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

10 羅發(fā)政;永磁同步空芯直線電機(jī)推力計(jì)算及其特性分析[D];西南交通大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：675767