直線電機式混合懸架性能及參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、車輛在行駛過程中受路面沖擊影響產(chǎn)生振動，傳統(tǒng)被動懸架通過阻尼減振器衰減這部分振動，從而保證車輛的乘坐舒適性，而這部分懸架振動能量最終以熱能的形式耗散到空氣中。相關(guān)研究表明車輛懸架振動能量回收潛能巨大，而這部分能量一直未被回收利用。目前，國內(nèi)外絕大多數(shù)專家學(xué)者主要以改善車輛的乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性、行駛安全性等對主動懸架進行開發(fā)設(shè)計。而主動懸架需要消耗較大的能量實現(xiàn)其主動控制，一般用于一些大排量的豪華轎車上，與當今社會車輛設(shè)計追求“節(jié)能減

2、排”的理念相違背。因此，既能實現(xiàn)主動控制又能回收振動能量的新型懸架成為當前懸架設(shè)計的新趨勢。本文提出了一種懸架設(shè)計的新思路，在傳統(tǒng)被動懸架基礎(chǔ)上加入了圓筒型永磁直線電機組成混合懸架，即圓筒型永磁直線電機、阻尼減振器和彈簧相并聯(lián)的形式，直線電機既可作為電磁作動器提供作動力改善懸架動力學(xué)性能，又可作為發(fā)電機回收懸架振動能量。
　　首先，對比分析了多種類型懸架的結(jié)構(gòu)和性能特點，確定了混合懸架的結(jié)構(gòu)，并對其工作原理以及工作模式進行了闡述；

3、介紹了直線電機的結(jié)構(gòu)、原理以及回收懸架振動能量的原理；建立了路面輸入模型、混合懸架理想線性二自由度模型。
　　其次，分別對混合懸架在主動減振模式和被動饋能模式下的懸架性能進行了仿真比對研究。在主動減振模式下，設(shè)計了LQG最優(yōu)控制器，將混合懸架與全主動懸架、被動懸架進行了動力學(xué)性能對比，表明混合懸架與全主動懸架性能基本一致，而要優(yōu)于被動懸架；在被動饋能模式下，設(shè)計了饋能電路，仿真計算了懸架功率、電機功率以及電源充電功率，表明懸架振動

4、能量回收潛能較大，計算了饋能效率。對比分析了混合懸架與被動懸架動力學(xué)性能，表明兩者基本一致。對混合懸架減振器阻尼系數(shù)CS和彈簧剛度KS進行參數(shù)靈敏度分析。
　　然后，采用粒子群算法對混合懸架進行參數(shù)優(yōu)化，闡述了粒子群算法的基本原理，算法流程以及算法參數(shù)選擇原則。以懸架的舒適性、安全性、饋能性為優(yōu)化目標，減振器阻尼系數(shù)CS和彈簧剛度KS作為優(yōu)化變量，在Matlab/Simulink中編寫粒子群算法程序，進行優(yōu)化計算。對優(yōu)化后的混合懸