本文關(guān)鍵詞：四輪獨立驅(qū)動電動汽車電磁主動懸架優(yōu)化設(shè)計與性能分析研究

  更多相關(guān)文章： 電動汽車 電磁主動懸架 作動器 多目標(biāo)優(yōu)化 電磁力

【摘要】：隨著汽車工業(yè)迅速發(fā)展,人類面臨嚴峻的能源與環(huán)境挑戰(zhàn),以電動汽車為代表的新能源汽車是實現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的最佳選擇,四輪獨立驅(qū)動電動汽車已被視為電動汽車的最終驅(qū)動形式,但由于其特殊的動力布置形式,使整車非簧載質(zhì)量增加,整車平順性與操縱穩(wěn)定性下降。懸架系統(tǒng)直接影響汽車在行駛過程中的平順性、操縱穩(wěn)定性等性能,主動懸架系統(tǒng)可提供主動力保證汽車在各工況懸架性能最優(yōu),電磁主動懸架以其響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高等特點成為主動懸架系統(tǒng)作動器的首選。本文基于某電動汽車驅(qū)動輪,設(shè)計一款具有較好動力學(xué)響應(yīng)特性,結(jié)構(gòu)緊湊及輸出推力平穩(wěn)的電磁主動懸架作動器,從作動器本體參數(shù)及磁場理論仿真模型入手,基于作動器靈敏度分析,采用多目標(biāo)粒子優(yōu)化算法,探索主動懸架電磁作動器最優(yōu)設(shè)計理論與方法。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)基于驅(qū)動輪設(shè)計需求,采用磁體排列為Halbach的永磁同步直線電機作為電磁主動懸架作動器,提出電磁主動懸架設(shè)計方案,基于電機設(shè)計標(biāo)準及直線電機特性,初步確定懸架作動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù),為電磁作動器后續(xù)分析奠定了基礎(chǔ)。(2)利用磁通密度矢量公式,采用微分方程及解貝塞爾函數(shù)對作動器進行理論解析分析,建立理論解析模型,利用ANSOFT軟件對作動器電磁場進行了理論分析,并采用有限元方法對理論模型進行了驗證。采用Morris局部靈敏度分析法,對作動器結(jié)構(gòu)進行局部靈敏度分析,獲取了作動器主要結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù),為作動器優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)。(3)采用多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法,以作動器主要結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)為優(yōu)化變量,以作動器動力學(xué)特性及損耗為優(yōu)化目標(biāo),對電磁作動器進行了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計,獲取作動器優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)Pareto解集,基于模糊集合理論確定作動器最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù),研究結(jié)果表明,優(yōu)化后銅耗系數(shù)下降20.1%,推力體積比提高8.1%,電磁力波動比降低56.1%(4)基于電磁直線作動器本體特征,對作動器工作狀態(tài)下推力波動機理進行分析,明確了齒槽力與邊端力的影響,提出有效減少推力波動減少的措施,研究結(jié)果表明:優(yōu)化后結(jié)構(gòu)參數(shù)在兩側(cè)邊端厚度為2.8mm時,作動器推力波動降低至2.4%。
【關(guān)鍵詞】：電動汽車 電磁主動懸架 作動器 多目標(biāo)優(yōu)化 電磁力
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72;U463.33
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究的背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析9-13
• 1.2.1 主動懸架作動器研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 電磁主動懸架作動器優(yōu)化設(shè)計研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容13-16
• 2 電磁主動懸架原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計16-30
• 2.1 電磁主動懸架工作原理16-17
• 2.2 四輪獨立驅(qū)動電動汽車電磁主動懸架設(shè)計方案17-19
• 2.3 電磁主動懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計19-28
• 2.3.1 永磁體材料的選取20-21
• 2.3.2 初級次級材料的選取21-22
• 2.3.3 Halbach陣列結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3.4 初級次級內(nèi)外徑設(shè)計23-24
• 2.3.5 初級槽形及參數(shù)初步設(shè)計24-25
• 2.3.6 作動器槽數(shù)與極對數(shù)設(shè)計25-26
• 2.3.7 永磁體尺寸設(shè)計26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 3 電磁作動器的分析模型及靈敏度分析30-48
• 3.1 Halbach圓筒型永磁同步直線作動器分析模型30-41
• 3.1.1 電磁場理論分析模型30-37
• 3.1.2 基于ANSOFT電磁場有限元分析模型37-40
• 3.1.3 理論分析模型的驗證40-41
• 3.2 電磁作動器結(jié)構(gòu)參數(shù)靈敏度分析41-46
• 3.2.1 Morris局部靈敏度分析法42-43
• 3.2.2 作動器參數(shù)局部靈敏度分析43-46
• 3.3 本章小結(jié)46-48
• 4 主動懸架電磁作動器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計48-64
• 4.1 多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法理論48-54
• 4.1.1 多目標(biāo)優(yōu)化概念48-50
• 4.1.2 標(biāo)準粒子群優(yōu)化算法50-52
• 4.1.3 多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法52-54
• 4.2 基于徑向氣隙磁場的磁體結(jié)構(gòu)參數(shù)化分析54-55
• 4.3 電磁作動器多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法設(shè)計55-58
• 4.3.1 優(yōu)化問題描述55
• 4.3.2 目標(biāo)函數(shù)55
• 4.3.3 約束條件55-56
• 4.3.4 基于自適應(yīng)懲罰函數(shù)的多目標(biāo)隨機粒子群優(yōu)化算法56-58
• 4.4 優(yōu)化結(jié)果分析58-63
• 4.4.1 作動器優(yōu)化過程及結(jié)果58-60
• 4.4.2 基于模糊集合理論的Pareto解優(yōu)選60-61
• 4.4.3 電磁作動器的性能分析61-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 5 電磁主動懸架作動器推力波動分析及優(yōu)化64-72
• 5.1 電磁直線作動器推力波動分析64-65
• 5.2 直線作動器推力波動機理分析65-68
• 5.2.1 直線作動器齒槽力分析65-67
• 5.2.2 直線作動器邊端力分析67-68
• 5.3 優(yōu)化前后直線作動器結(jié)構(gòu)改進設(shè)計與推力波動分析68-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 論文主要工作和結(jié)論72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-82
• 附錄82
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間獲得的論文及專利82
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研項目82

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本文編號：870885