車輛減振器的主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的力和力矩,并緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車身的沖擊力。傳統(tǒng)液力減振器將懸架振動過程中產(chǎn)生的能量以熱能的形式耗散掉,造成能源的浪費。而饋懸架系統(tǒng)引入能量轉(zhuǎn)換裝置,將車輛振動產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為其他可利用的能量,同時為懸架系統(tǒng)提供所需的阻尼力,保證車輛行駛的平順性和安全性。本文以少自由度并聯(lián)式饋能懸架為研究對象,主要進行了以下研究:首先對現(xiàn)有饋能懸架系統(tǒng)研究現(xiàn)狀進行了分析,確定以少自由度并聯(lián)式饋能懸架為研究對象,對減振器的總體結(jié)構(gòu)和工作原理進行分析。建立車身和車輪雙質(zhì)量模型,對饋能懸架系統(tǒng)的動力學(xué)特性進行研究。對饋能減振器的阻尼特性開展了研究。提出了三段式的饋能減振器非線性阻尼特性,結(jié)合遺傳算法和概率統(tǒng)計法進行阻尼特性匹配。采用饋能減振器與小阻尼系數(shù)的傳統(tǒng)減振器并聯(lián)的方式,解決了對饋能電機功率需求過大的問題,并對并聯(lián)系統(tǒng)參數(shù)進行匹配。搭建控制模型,應(yīng)用Fuzzy-PID對饋能電機施加半主動控制,進行仿真分析,通過仿真分析的結(jié)果驗證了Fuzzy-PID半主動控制可以改善車輛的平順性和安全性。設(shè)計并搭建饋能減振器的試驗臺架,以液壓激振臺模擬路面輸入,進行饋能減... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

并聯(lián)式滾珠絲杠饋能減振器示意圖

第1章緒論5研究[33-36]，完成了減振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和試驗研究，其結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。試驗結(jié)果證明了并聯(lián)式滾珠絲杠饋能減振器在性能方面滿足車輛行駛需求并且可以回收能量。在國外方面，日本學(xué)者Yoshihiro和KimihikoNAKANO針對串聯(lián)式結(jié)構(gòu)進行了深入研究[38,39]，其結(jié)構(gòu)圖如圖1-5所示。通過對串聯(lián)式滾珠絲杠饋能減振器仿真分析，證明了串聯(lián)式結(jié)構(gòu)相對于傳統(tǒng)減振器不僅可以回收能量，而且提升了車輛的防側(cè)傾性能。相比于直線式結(jié)構(gòu)、齒輪齒條式結(jié)構(gòu)和液電式結(jié)構(gòu)，滾珠絲杠式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點很明顯，在運動轉(zhuǎn)化的響應(yīng)速度、樣機尺寸大小和饋能的效率等方面都有明顯的優(yōu)勢，但是制造成本成為了限制滾珠絲杠式結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用的重要因素。圖1-4并聯(lián)式滾珠絲杠饋能減振器示意圖圖1-5串聯(lián)式滾珠絲杠饋能減振器示意圖(5)少自由度并聯(lián)饋能減振器本文采用了一種少自由度并聯(lián)式饋能減振器，少自由度并聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖1-6所示。少自由度機構(gòu)是指運動機構(gòu)的自由度小于6自由度，相較于多自由度運動機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)相對簡單，造價偏低，整體機構(gòu)的操控性更為方便等優(yōu)點。饋能減振器利用少自由度運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)進行懸架運動的轉(zhuǎn)換帶動電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，電機在發(fā)電的同時，產(chǎn)生反電動勢，經(jīng)機構(gòu)輸出為阻尼力，用來衰減車身振動。

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1-6少自由度并聯(lián)機構(gòu)示意圖(6)幾種結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點對比將上文提到的電磁式饋能懸架結(jié)構(gòu)進行對比，如表1-2所示。表1-2電磁式饋能懸架優(yōu)缺點對比結(jié)構(gòu)形式優(yōu)點缺點直線電機式尺寸孝適配性好阻尼力孝回收能量少齒輪齒條式阻尼力范圍廣、容易操控尺寸過大液電式效率高、尺寸小響應(yīng)特性比較差滾珠絲杠式尺寸較孝響應(yīng)特性好制造成本高少自由度并聯(lián)式響應(yīng)快、效率高、易于操控、成本低尺寸稍大通過表1-2可知，少自由度并聯(lián)式饋能減振器在響應(yīng)特性和效率等方面要優(yōu)于直線電機式、齒輪齒條式和電液式，在制造成本上要優(yōu)于滾珠絲杠式結(jié)構(gòu)。1.2.2饋能懸架控制算法研究現(xiàn)狀相比于傳統(tǒng)懸架，電磁式饋能懸架中可以應(yīng)用主動或者半主動控制算法，通過對電機的控制，及時調(diào)整懸架輸出阻尼力，提升車輛性能[39]。國內(nèi)外學(xué)者不僅在饋能懸架的結(jié)構(gòu)形式上做了很多研究，在饋能懸架控制算法的研究上同樣取得了很多成果。懸架的主動控制和半主動的區(qū)別在于，在主動控制中，懸架可以根據(jù)反饋信號產(chǎn)生主動控制力并及時調(diào)整懸架剛度和阻尼系數(shù)，適應(yīng)路況和車況的變化，這是半主動控制所達不到的，半主動控制懸架只能通過及時調(diào)整阻尼來適應(yīng)不同的路況。懸架的控制算法主要有天棚控制算法、線性二次型高斯控制算法、模糊控制算法


本文編號：3408619