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主动悬架用直线作动器的伺服系统研究
| 论文题名： | 主动悬架用直线作动器的伺服系统研究 |
| 关键词： | 主动悬架;直线作动器;伺服系统;控制策略;汽车行驶平顺性 |
| 摘要： | 由于传统被动悬架在性能上的局限性，能提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性的主动悬架技术代表着未来汽车悬架系统的发展方向。因此，为了更优质的驾乘体验，本文以该项技术为载体，设计了一套有效的主动悬架用直线作动器的伺服系统。 首先，建立了四分之一汽车行驶动力学悬架模型，及连续和离散的路面扰动模型。并以悬架系统评价指标为优化变量，基于线性最优控制策略设计了主动悬架LQR控制器。利用某SUV车型前悬架参数，仿真验证了该控制器有效性并总结出主动力输出系统的指标要求。 然后，围绕直线作动器的结构原理展开分析，利用dq轴数学模型和有限元仿真技术，分析了其运行特性和瞬态特性。制定了基于磁场矢量定向FOC和电流反馈解耦的伺服策略，随即通过综合LQR控制器和FOC伺服系统的仿真分析，发现对比被动悬架，主动悬架在两种路面扰动下的车身加速度，均以超过40%的改善度实现了由于路面不平而导致车身垂直振动的抑制管理。以浮点型DSP和智能功率模块为核心，考虑系统安全性和功能性，设计了直线作动器软硬件系统。 最后，开展了主动悬架用直线作动器的伺服系统有效性试验研究。通过典型输入信号跟踪试验，发现对阶跃信号有25ms响应时间、跟踪精度和稳定性误差小于理想值的3%。仿真和试验均能满足指标中“稳”、“准”、“快”的要求。在FOC伺服系统对理想主动力跟踪试验中，信号响应迅速，效果良好。在主动悬架硬件在环试验中，两种路面干扰下，主动悬架能使得车身加速度和悬架动挠度平均降低30%。表明本文研究系统能有效减小路面不平带来的车身振动，提高车辆的行驶平顺性。 |
| 作者： | 辜明麟 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 时岩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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