本文關(guān)鍵詞：直線電機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 粒子群算法 振動能量回收 平順性

【摘要】：車輛在行駛過程中受路面沖擊影響產(chǎn)生振動,傳統(tǒng)被動懸架通過阻尼減振器衰減這部分振動,從而保證車輛的乘坐舒適性,而這部分懸架振動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,國內(nèi)外絕大多數(shù)專家學者主要以改善車輛的乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性、行駛安全性等對主動懸架進行開發(fā)設(shè)計。而主動懸架需要消耗較大的能量實現(xiàn)其主動控制,一般用于一些大排量的豪華轎車上,與當今社會車輛設(shè)計追求“節(jié)能減排”的理念相違背。因此,既能實現(xiàn)主動控制又能回收振動能量的新型懸架成為當前懸架設(shè)計的新趨勢。本文提出了一種懸架設(shè)計的新思路,在傳統(tǒng)被動懸架基礎(chǔ)上加入了圓筒型永磁直線電機組成混合懸架,即圓筒型永磁直線電機、阻尼減振器和彈簧相并聯(lián)的形式,直線電機既可作為電磁作動器提供作動力改善懸架動力學性能,又可作為發(fā)電機回收懸架振動能量。首先,對比分析了多種類型懸架的結(jié)構(gòu)和性能特點,確定了混合懸架的結(jié)構(gòu),并對其工作原理以及工作模式進行了闡述;介紹了直線電機的結(jié)構(gòu)、原理以及回收懸架振動能量的原理;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,分別對混合懸架在主動減振模式和被動饋能模式下的懸架性能進行了仿真比對研究。在主動減振模式下,設(shè)計了LQG最優(yōu)控制器,將混合懸架與全主動懸架、被動懸架進行了動力學性能對比,表明混合懸架與全主動懸架性能基本一致,而要優(yōu)于被動懸架;在被動饋能模式下,設(shè)計了饋能電路,仿真計算了懸架功率、電機功率以及電源充電功率,表明懸架振動能量回收潛能較大,計算了饋能效率。對比分析了混合懸架與被動懸架動力學性能,表明兩者基本一致。對混合懸架減振器阻尼系數(shù)CS和彈簧剛度KS進行參數(shù)靈敏度分析。然后,采用粒子群算法對混合懸架進行參數(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,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中編寫粒子群算法程序,進行優(yōu)化計算。對優(yōu)化后的混合懸架性能進行仿真對比分析,表明饋能性能獲得一定提升,同時保證了動力學性能。最后,根據(jù)仿真研究搭建相應(yīng)臺架試驗,主要包括混合懸架饋能試驗和動力學性能試驗。試驗結(jié)果與優(yōu)化仿真結(jié)果基本保持一致,驗證了優(yōu)化結(jié)果的可靠性。對于節(jié)能型懸架開發(fā)過程中關(guān)鍵參數(shù)選取具有參考價值。
【關(guān)鍵詞】：混合懸架 直線電機 粒子群算法 振動能量回收 平順性
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 混合懸架國內(nèi)外研究概況12-14
• 1.2.1 混合懸架主動控制國內(nèi)外研究概況12-13
• 1.2.2 混合懸架振動能量回饋國內(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作動器研究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述18-19
• 2.3 直線電機研究19-21
• 2.3.1 直線電機結(jié)構(gòu)19-20
• 2.3.2 直線電機工作原理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 混合懸架動力學性能仿真分析28-35
• 3.2 被動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 混合懸架動力學性能仿真分析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)計變量的選取49
• 4.2.2 目標函數(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 動力學性能仿真分析53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 臺架試驗及結(jié)果分析57-65
• 5.1 試驗儀器及設(shè)備57-58
• 5.2 混合懸架臺架試驗58-60
• 5.2.1 試驗整體布局59
• 5.2.2 試驗方案設(shè)計59-60
• 5.3 試驗結(jié)果分析60-64
• 5.3.1 主動減振性能試驗分析60-62
• 5.3.2 優(yōu)化結(jié)果試驗驗證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68-72
• 致謝72-73
• 碩士期間參加的科研項目、發(fā)表的論文73
• 參加的科研項目73
• 發(fā)表的學術(shù)論文73

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

2 陸啟建;直線電機直接驅(qū)動技術(shù)[J];機械與電子;2001年04期

3 袁紹芝,朱有貴,王成立;直線電機一般故障的處理[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;2002年06期

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

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

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

8 劉杰輝,范素芹;彈性支撐直線電機系統(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;直線電機在新型智能鋪粉裝置中的應(yīng)用[J];機電工程;2004年11期

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

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王振濱;;永磁同步直線電機硬件在環(huán)實時仿真平臺[A];2010振動與噪聲測試峰會論文集[C];2010年

2 葉云岳;;國內(nèi)外直線電機技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[A];直線電機與自動化——2002年全國直線電機學術(shù)年會論文集[C];2002年

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

4 葉云岳;;直線電機技術(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;;直線電機在新型鋪粉裝置中的應(yīng)用[A];2004年全國直線電機學術(shù)年會論文集[C];2004年

6 趙學群;楊榮波;王忠川;;直線電機的應(yīng)用[A];2005年機械電子學學術(shù)會議論文集[C];2005年

7 曹榮敏;周惠興;陳現(xiàn)敏;文華強;;基于永磁直線電機的倒立擺創(chuàng)新實驗平臺設(shè)計[A];第九屆全國信息獲取與處理學術(shù)會議論文集Ⅰ[C];2011年

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

9 曹志彤;何國光;陳宏平;;超磁致微直線電機[A];直線電機與自動化——2002年全國直線電機學術(shù)年會論文集[C];2002年

10 鄧啟文;尹力明;吳峻;;直線電機靜態(tài)特性研究[A];第11屆全國電氣自動化電控系統(tǒng)學術(shù)年會論文集[C];2002年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 清科集團 趙曉泊;直線電機將升級傳統(tǒng)制造業(yè)[N];中國證券報;2010年

2 記者 張榮文;第一個直線電機牽引車輛段安家廣州[N];中國鐵道建筑報;2005年

3 王迅;中科院與日企共建直線電機聯(lián)合實驗室[N];中國有色金屬報;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軌道交通新技術(shù)[N];科技日報;2007年

5 �？�;國內(nèi)首列自動無人駕駛直線電機城軌車輛下線[N];人民鐵道;2007年

6 記者 王小潤 凌翔 通訊員 竇新;我國首列自主知識產(chǎn)權(quán)直線電機地鐵列車青島下線[N];光明日報;2011年

7 竇新;首列自主知識產(chǎn)權(quán)直線電機地鐵列車在青島下線[N];科技日報;2011年

8 劉征;我國首列自主知識產(chǎn)權(quán) 直線電機地鐵列車下線[N];證券時報;2011年

9 蘇萬明;直線電機地鐵列車青島下線[N];中國技術(shù)市場報;2011年

10 本報記者 林剛;“青島造”地鐵車在廣州投運[N];青島日報;2005年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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

2 王寅;多模式壓電直線電機的研究[D];南京航空航天大學;2013年

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

4 唐傳勝;永磁同步直線電機控制方法研究[D];電子科技大學;2014年

5 侯明;高精度高速度高頻率直線電機運動控制方法研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2016年

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

7 程遠雄;永磁同步直線電機推力波動的優(yōu)化設(shè)計研究[D];華中科技大學;2011年

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

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

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

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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

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

3 吳紅偉;新型永磁同步直線電機的性能分析及實驗研究[D];華中科技大學;2013年

4 蘇煥宇;永磁同步直線電機優(yōu)化設(shè)計和測試[D];湖南大學;2013年

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

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

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

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

9 趙彬;快速運動及制動實驗平臺關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學;2015年

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

，

本文編號：675767