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液电馈能式悬架仿真与主动控制研究
| 论文题名： | 液电馈能式悬架仿真与主动控制研究 |
| 关键词： | 液电馈能式悬架;联合仿真;主动控制策略;试验台架;参数计算 |
| 摘要： | 汽车馈能式悬架的研究目标在于要将由传统减振器耗散掉的振动能量加以回收利用，但前提是要保证馈能式悬架的悬架特性，因此其表现出的悬架特性，即与车辆的行驶平顺性和操纵稳定性有关的悬架系统的三个评价指标-车身加速度、悬架动挠度和轮胎动位移应该不劣于传统的被动悬架，研究目标在于能将馈能式悬架进行主动或半主动控制的前提下优化悬架特性，实现能量的回馈。本课题所研究的馈能式悬架属于机电液混合系统，其控制方式可包含半主动或主动控制。半主动控制方式为利用发电机的反电动势的反作用力来控制液压回路中的液流阻尼力，进而控制减振器活塞上的阻尼力，活塞的上下运动即表现为车辆簧载质量与非簧载质量之间的相对运动。半主动控制方式中将能量回收电路和电机反作用转矩控制电路集成在一起，其研究的重心一方面在于如何设计整流稳压电路来回收电能，另一方面在于如何将包含某种控制策略的控制器集成到能量回收电路中。对于主动控制方式，其思想在于可将悬架的作动力控制与能量回收电路分离，主动力控制所需的能量可直接来自于馈能悬架中的能量回收电路，也可来自车辆上的蓄电池或其他供能装置，研究在实现了馈能式悬架主动控制之后回馈能量的大小。 本文正是基于这种思想，将主流的主动悬架控制策略应用到液电馈能式悬架中，利用AMESim和Simulink进行了三种主动控制策略下的液电馈能式悬架的仿真研究，包含了LQG线性随机最优控制、PID控制和模糊控制。首先建立了液电馈能式减振器的理论模型，对主要的仿真模型元件的参数进行了计算和选取，并成功设置联合仿真的系统环境。然后基于1/4车辆二自由度悬架模型建立了三种控制策略下的联合仿真模型，为了进行分析对比，建立随动状态下的液电馈能式悬架模型并置于相同激励条件下。在两种软件环境下的仿真计算之后，主要对比分析了悬架系统的三个评价指标和能量回收能力。仿真结果表明，在经过主动控制之后，馈能式主动悬架表现出来的特性均好于随动状态，但能量的回收能力却不如随动状态。仿真的结果对馈能式悬架的主动控制有很好的理论指导意义。最后进行了液电馈能式减振器集成式样机试验台的整体设计，研究液电馈能式悬架的控制特性和馈能特性需要大量的试验探索，将包含控制策略的控制器和能量回收电路集成到悬架试验台架中还有很多工作要做。 |
| 作者： | 袁龙 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 过学迅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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