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车辆直线电机式主动悬架作动器研究
| 论文题名： | 车辆直线电机式主动悬架作动器研究 |
| 关键词： | 汽车主动悬架;直线电机作动器;结构设计;模态分析;力特性;发电特性 |
| 摘要： | 随着汽车平顺性与舒适性成为人们关注的重点，被动悬架性能冈其性能局限性已无法满足使用需求，而主动悬架可以产生任意方向和大小的控制作用力，相比被动悬架拥有更好的性能以缓和路面冲击;悬架作动器作为主动悬架核心机构，其结构性能足影响悬架平顺性的关键因素。本文针对现有悬架作动器输出力小、传动效率低、响应速度慢等不足，设计出一种精度高、输出力大、响应迅速的直线电机式主动悬架作动器，并针对其性能展开研究。 本文在分析直线电机结构与工作机理的基础上，对直线电机作动器进行结构设计，确定作动器结构参数，并建立1/4主动悬架数学模型，利用Matlab/Simulink软件对其进行仿真，得出作动器输出力设计目标。根据该设计目标，利用Ansoft软件建立悬架作动器有限元模型，对其进行电磁场有限元仿真，得出作动器磁场分布情况，探讨作动器输入电压、运行速度、齿槽开口大小等结构参数对输出力的影响关系，分析输入激励对作动器响应特性的影响规律。利用Ansys Workbench软件对作动器进行非线性接触下模态分析，得出作动器固有频率与模态振型，分析接触刚度因子对作动器模态特性的影响关系，并对其进行结构优化。对悬架作动器进行样机试制，对其进行力特性试验、发电特性试验和模态试验，并对仿真值与试验值进行对比分析，验证作动器模型正确性。 通过仿真与试验可以得出：作动器电磁力会随着运行速度的增加而减小，作动器的同步运行速度不宜超过0.8m/s;在作动器最大拉伸长度超过350mm后，作动器推力波动会有较大提升;为满足主动悬架需求，开口系数应控制在0.25至0.75之间时;输入电压的增大会增加作动器响应时间，从而使响应速度降低;作动器固有频率随着接触刚度因子增大而增大，0.6为该系统的最优接触刚度因子，当作动器运行速度达到1m/s时，作动器模态频率达到5000Hz;当输入电压为50V时，悬架作动器的输出力峰值为266.1N，作动器在2阶模态下的频率为4913Hz，与仿真值的误差率为5.9％。 |
| 作者： | 任全 |
| 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： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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