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基于自感应电磁反力作动器的混合型主动悬架
| 论文题名： | 基于自感应电磁反力作动器的混合型主动悬架 |
| 关键词： | 汽车悬架;自感应电磁反力作动器;系统稳定性;减振性能 |
| 摘要： | 悬架是车辆重要的组成部分，关系到汽车平顺性和操纵稳定性。传统被动悬架在选择弹簧刚度和阻尼系数时，很难折衷上述两种性能，而主动悬架能够很好地调和它们之间的矛盾。在传统被动悬架上加装电磁反力作动器形成的混合型主动悬架是一种新型的主动悬架，具备减振性能良好、功耗较低、作动器断电或失效时仍能以吸振器形式进行减振的特点。 由电磁反力作动器和传统减振系统构成的电磁反力减振系统，会因作动器参数选择不当而失稳。为分析作动器参数对系统稳定性的影响，采用控制变量法对电磁反力减振系统的稳定性进行了研究。结果表明，作动器较小的固有频率及较大的阻尼比能使减振系统具备较大的稳定性裕量，增大主动阻尼力有利于更好地减振。为研究对作动器阻尼进行主动控制来提高混合型主动悬架的稳定性，主动地改变作动器参数，设计了一种自感应电磁反力作动器。在作动器中集成自感应线圈，增设该线圈的端电压PID反馈控制，调整参数Kp、Ki、Kd来减小作动器固有频率及增大阻尼比。为解决主动控制系统中的时滞使悬架性能进一步提高，还设计了一种新息滚动预测模块，预测次线圈端电压进行“超前”控制。 对带有自感应电磁反力作动器和预测模块的混合型主动悬架系统，基于MATLAB/Simulink建立了1/4车辆数学模型并进行了频域及时域仿真。频域仿真表明，改进后混合型主动悬架的稳定性提高两倍多;车身加速度和悬架动挠度幅频特性改善的带宽分别提高115.5％和123.2％，在车轮共振频域显示出理想的天棚阻尼特性;轮胎接地性在1.2～23Hz宽范围内得到改善。时域仿真表明，主动控制系统中的新息滚动预测主要改善车身加速度指标，使其均方根值进一步衰减。 以C8051F020高速单片机为核心设计悬架的控制器，主要包括信号处理电路和算法编程，并用1/4车辆物理模型的台架试验进行自感应电磁反力作动器传递特性的测定及混合型主动悬架控制系统的验证。试验结果与理论分析大致相符，说明增设自感应线圈及新息滚动预测模块能够有效提高混合型主动悬架的性能。 |
| 作者： | 徐曹宗 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈昆山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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