基于分級變壓的ESASRE作動器及控制的設計.pdf

1、電磁饋能型半主動懸架在具有改善車輛行駛平順性和操縱穩(wěn)定性的同時還具有將傳統(tǒng)減振器以熱能形式耗散掉的振動能量轉(zhuǎn)變成電能的功能，因而具有重要的研究和應用價值。為了提高電磁饋能型懸架作動器的控制精度，本文提出了一種分級變壓充電控制方法，并基于此方法研究了電磁饋能型半主動懸架(ESASRE)作動器及控制設計。本文所做的主要研究工作如下:
　　首先，結(jié)合電磁饋能型懸架技術的研究現(xiàn)狀，以改善電磁饋能型半主動懸架工作效果為目標，為其提出一種分級

2、變壓充電控制方法，并建立了1/2車四自由度電磁饋能型半主動懸架的動力學模型以及確定車輛懸架性能的評價方法。
　　其次，為確定ESASRE作動器的最大等效阻尼，提出一種確定半主動懸架等效阻尼最大值的方法。該方法通過改變計算實時阻尼值的懸架相對運動速度下限vflr，以獲取阻尼均方根值與懸架二次型性能指標J的對應關系，選定當vflr為0.1m/s、J增大不超過2％時的阻尼均方根值為最大等效阻尼選擇基準，并以滿足99％可變阻尼使用要求確定

3、最大等效阻尼為上述阻尼均方根值的2.58倍。
　　再次，以充電電壓0V、懸架相對運動速度1m/s、滾珠絲杠機構(gòu)傳動比100π和等效阻尼最大值4230N·s/m為設計條件，利用Ansoft/maxwell軟件進行饋能電機的設計。當電機參數(shù):定子繞組阻值R=0.737Ω，d、q軸電感Ld=Lq=1.339mH，磁鏈值ψ=0.116mV·s以及電機極對數(shù)p=2，PMSM提供均值為13.21N·m的阻尼力矩，即等效阻尼值為4198 N·s

4、/m，基本滿足ESASRE作動器的最大等效阻尼設計要求。
　　最后，利用Matlab/Simulink軟件建立采用永磁同步電機作為電磁饋能懸架作動器仿真模型，并以Ansoft/maxwell軟件中所得到的定子繞組阻值R，d、q軸電感Ld、Lq，磁鏈值ψ以及電機極對數(shù)p作為Matlab/Simulink軟件中作動器仿真模型的基本設置參數(shù)，通過數(shù)值仿真獲得基于分級變壓控制的ESASRE作動器力學特性;基于此力學特性設計懸架分級變壓充電

5、控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)根據(jù)懸架相對運動速度和理想控制力，采用最小二乘法以及數(shù)值擬合進行相應匹配計算得到分級變壓的充電電壓，進而得到實際控制力。
　　虛擬仿真結(jié)果顯示:基于分級變壓的ESASRE懸架和理想主動懸架的懸架二次型性能指標J值相比于被動懸架的懸架二次型性能指標J值分別減小30.2％和39.7％;基于分級變壓充電控制的前、后ESASRE懸架中流向分塊蓄電池組的能量占到懸架振動耗散能量的85.3％和86.8％;綜上所述，基于分級