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直线电机馈能悬架控制系统设计与馈能分析

2012-02-13邓兆祥

振动与冲击 2012年8期

陈 星,罗 虹,邓兆祥

(重庆大学 机械传动国家重点实验室,重庆 400044)

主动悬架能够有效地提高汽车的平顺性。如何在主动悬架中将车轴与簧载质量之间的振动能量进行回收,是主动悬架的又一研究课题[1]。

目前有很多关于主动悬架的研究文献,国内有的学者对主动悬架的控制方法进行了研究[2-3],也有对主动悬架的馈能进行了研究分析,但有些没有考虑作动器的特性[4-5],有些采用齿轮齿条机构连接旋转电机或者滚珠丝杠机构连接旋转电机为作动器进行悬架的馈能研究[6-7];国外的学者基于单自由度悬架模型采用直线直流电机进行悬架的能量回收[8]。

本文的研究是基于课题组设计并制作的一个用于汽车主动悬架的直线电机(直线交流感应电机)作动器[9]。和其他类型的作动器相比,直线电机作动器具有控制精度高、能量回收效率高、结构简单、不需润滑等优势。本文针对该直线电机作动器,建立了汽车整车模型,设计了馈能主动悬架控制系统。该系统包含了LQR控制器、直接推力控制器和能量管理控制器。通过该控制策略,实现了直线电机的电磁力的控制及能量的管理。本文还针对阻尼器与作动器并联的主动悬架结构,分析了阻尼器对于悬架馈能特性的影响。

1 悬架模型及作动器模型

1.1 主动悬架动力学模型的建立

汽车的悬架系统经常工作在比较恶劣的环境下。为使作为作动器的直线电机发生故障时,汽车悬架还能够按被动悬架继续工作,本文选择将直线电机与阻尼器并联的结构型式。……

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