饋能式汽車電動主動懸架的理論及試驗研究.pdf

1、雖然目前大多數汽車上仍采用被動懸架，但理論和實踐證明主動懸架性能更為優(yōu)越，它可適應各種不同工況，控制車身姿態(tài)及高度，通過改變懸架和阻尼特性改善車輛行駛平順性及輪胎附著性等。然而由于其能耗、成本、附加重量及復雜程度等問題，目前為止主動懸架在車輛上的運用并不廣泛。 為此，本論文提出了一種新型的饋能式汽車電動主動懸架，它既可以在一定程度上利用電機的饋能制動特性回收由不平路面激勵引起的車輛振動能量，又能夠進行主動控制，改善懸架系統(tǒng)性能。

2、本文的研究分兩部分，一方面對該電動懸架在隨動狀態(tài)下的饋能特性和懸架性能進行了理論和試驗研究，另一方面對其主動控制作了理論研究。 首先，基于建模與仿真，對被動懸架減振器耗散的振動機械能及采用LQG進行優(yōu)化設計的主動懸架的能量需求進行了調查，得出懸架系統(tǒng)能量回收所具有的潛力，并就振動能量的回收方法進行了探討。相應地，提出了一種電動主動懸架，并就其工作原理及結構方案進行了描述。 其次，以一個典型的轎車后懸架為例，考慮其實際結構

3、要求及工況，設計了電機作動器原理樣機。該原理樣機主要由直流無刷電機及其附屬設備，如滾珠絲杠、復原緩沖塊、壓縮緩沖塊等構成。電機作動器樣機特性試驗表明其可用于整車臺架試驗，并得到了用于主動控制算法研究的主要參數。 然后，以Passat B5為試驗樣車，在四通道車輛道路模擬試驗臺上進行了整車臺架試驗，比較原被動后懸架及所設計的電動后懸架。試驗表明，低頻大振幅工況時，隨動狀態(tài)下的電動系統(tǒng)可在基本保證車輛性能的情況下回饋能量，也就是說所

4、設計的系統(tǒng)具有能量回收的能力，可在一定程度上將機械能轉化為電能。 另一方面，對電動懸架系統(tǒng)控制系統(tǒng)的控制策略和蓄能策略進行了研究，并設計了電子控制系統(tǒng)。相匹配的電子控制系統(tǒng)主要包括微處理器接口電路、驅動電路、蓄能電路、系統(tǒng)保護電路、傳感器接口電路和車載電源電路。 最后，針對所設計的主動懸架，通過車輛建模與動態(tài)仿真，對其進行了控制算法研究。考慮路面輸入特性及車輛本身參數的變化等影響因素，設計了控制參數自校正的懸架動行程反饋