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车辆直线电机式馈能悬架性能研究
| 论文题名： | 车辆直线电机式馈能悬架性能研究 |
| 关键词： | 直线电机;汽车馈能悬架;内外环控制;能量回收 |
| 摘要： | 悬架是现代汽车中的重要组成部分，传统被动悬架的性能参数不能够根据车辆运行工况自动调节，从而在车辆行驶过程中不能够兼顾车辆的平顺性和操稳性；而且传统被动悬架通过阻尼器将悬架振动能量转化为热能来衰减振动，这个衰减过程将很大一部分能量白白浪费掉，这与提高能源利用率、节能减排这一时代主题相违背。因而如何将车辆行驶过程中悬架振动能量有效的转换为汽车可利用的能量，成为了当前研究热点。为解决传统被动悬架参数不可调与无法实现振动能量回收这两方面不足，本论文提出并设计了一种车辆直线电机式馈能悬架，并对该悬架动态减振性能与能量回收性能展开研究。 在分析馈能悬架工作机理与结构组成基础上，建立直线电机作动器数学模型、汽车馈能悬架模型，以及路面不平度模型。利用Matlab/Simulink对直线电机式馈能悬架进行主动控制仿真，根据馈能悬架评价指标对馈能悬架不同控制策略、不同路面等级、不同行驶工况下的悬架动态响应以及能耗进行综合分析。对悬架参数与馈能效率的关系进行理论分析，发现馈能悬架馈能效率与悬架阻尼系数、电机线圈绕组阻值和馈能回路阻值有关；以及悬架阻尼系数对车辆动态性能和能量回收的影响。建立包含馈能悬架、馈能电路和超级电容等模块的仿真模型进行馈能仿真。试制馈能悬架物理样机并对试验台进行改造，设计馈能电路，最后对直线电机式馈能悬架开展台架试验研究。 仿真结果表明，匀速行驶在不同等级路面上时，悬架主动控制策略对汽车动态性能都有较好的提升，且 LQG控制性能最好。但是在起步加速、超车加速和减速停车等工况下，常用的控制策略对悬架俯仰角加速度控制效果较差，汽车容易产生“点头”现象。台架试验结果表明，馈能悬架在正弦激励输入下，簧载质量加速度均方根值相比传统被动悬架降低25%左右，能量回收效率能够达到20%左右，所设计的馈能悬架减振效果好且能够实现振动能量回收。 |
| 作者： | 陈龙 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 寇发荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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