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直线电机式馈能型半主动悬架变压充电控制设计
| 论文题名： | 直线电机式馈能型半主动悬架变压充电控制设计 |
| 关键词： | 汽车工程;半主动悬架;变压充电控制;直线电机;数值拟合;电机等效模型 |
| 摘要： | 全球不可再生能源的不断减少及人们环保意识的不断增强，汽车节能技术成为了汽车设计开发过程中必不可少的重要技术。电磁馈能型半主动悬架不仅能够改善车辆的行驶平顺性，还能回收部分悬架振动能量，具有一定的研究价值。本文基于变压充电控制方法进行直线电机式馈能型半主动悬架控制设计，并设计两种充电电压求取方法，提高直线电机式电磁馈能型半主动悬架控制精度和工作效果。本文所做的主要研究工作如下： （1）建立了半车四自由度电磁馈能型半主动悬架及基于变压充电控制方法的直线电机式半主动执行器的数学模型，解析不同充电电压与速度下半主动执行器的力学特性，给出了悬架使用性能及馈能性能评价方法，并基于LQG控制策略设计理想半主动控制力求取方法。 （2）设计了基于数值拟合的直线电机式半主动执行器的充电电压求取方法，基于数值仿真获得半主动执行器的力学特性，利用最小二乘法拟合得到充电电压关于悬架相对运动速度与馈能阻尼力的准线性关系函数，联立相应的数学关系，来根据实时悬架相对运动速度和理想半主动控制力求取实时充电电压。 （3）设计了基于电机等效模型的直线电机式半主动执行器的充电电压求取方法，将三相电机及整流桥等效成单相电机，并根据实际直线电机工作特性进行模型拟合确定该单相电机等效模型反电势系数、电磁推力系数、等效电阻及等效电感，获取单相电机等效模型，以得到充电电压的求取公式。 （4）使用Matlab/simulink软件建立被动悬架仿真模型、基于数值拟合变压充电控制的悬架仿真模型、基于电机等效模型变压充电控制的悬架仿真模型及理想半主动悬架仿真模型，并进行多种悬架使用性能与馈能效果对比与分析，验证基于电机等效模型充电电压求取方法的先进性。 结果显示：(1)与被动悬架相比，基于数值拟合的充电电压求取方法悬架综合性能指标值减小28.4%，前、后悬架实际半主动控制力相对于理想半主动控制力的相关系数分别为0.9692和0.9746，前、后馈能半主动执行器流向蓄电池组的能量占悬架振动能量的55.6%和61.5%。(2)与被动悬架相比，基于电机等效模型的充电电压求取方法悬架综合性能指标值减小30.0%，前、后悬架实际半主动控制力相对于理想半主动控制力的相关系数分别为0.9788和0.9836，前、后馈能半主动执行器流向蓄电池组的能量占悬架振动能量的57.8%和56.7%。说明采用上述变压充电控制和与之相适应的基于数值拟合及电机等效模型的充电电压求取方法不仅能获得较好的悬架综合性能，而且能回收大部分悬架间振动能量。 |
| 作者： | 王健 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈士安 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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