自供能磁流变减振器能量平衡分析与实验研究

发布时间：2017-07-02 10:00

  本文关键词：自供能磁流变减振器能量平衡分析与实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于磁流变减振器的半主动悬架系统能够适应复杂的路面状况,提高车辆行驶平顺性和操纵稳定性,但由于磁流变减振器在工作过程中需要外接电源,导致磁流变减振器振动控制系统复杂,使其大规模实际应用受到限制。随着社会的发展,全球能源消耗量不断增加,发展节能技术已迫在眉睫。目前,悬架振动能量回收正成为汽车节能环保的重要研究领域之一。如果通过馈能装置将悬架振动能量转化为电能为磁流变减振器供电,实现磁流变减振器自供能,不仅可以节约能源,也使磁流变减振器半主动控制系统的结构简化、可靠性提高,推动磁流变振动控制技术的进一步发展。本文基于悬架可回收能量对磁流变减振器与电磁感应馈能装置的结构和磁路进行了研究,建立结构优化模型,结合控制策略,分析了磁流变减振器耗能与电磁馈能装置馈能情况,为自供能磁流变减振器的设计奠定理论基础。本文主要工作如下:1.分析车辆悬架能量回馈潜力,基于磁流变减振器力学模型,依据所需减振器的性能要求设计磁流变减振器的结构及初始尺寸,建立多目标优化模型,在能耗等约束下对磁流变减振器结构尺寸进行优化,通过仿真分析得出优化后磁流变减振器工作所需能量。2.研究电磁感应馈能装置各参数对馈能特性的影响,在满足尺寸限制和性能要求的前提下,建立电磁馈能装置优化模型,确定最优结构参数,通过有限元分析,验证结构设计的合理性,利用MATLAB对装置输出电能进行仿真。3.分析自供能磁流变悬架系统能量流动路径,建立自供能磁流变减振器1/4半主动悬架系统模型,研究自供能磁流变减振器的控制策略,仿真对比不同路面激励下磁流变减振器消耗功率和馈能装置回收功率平衡关系。4.通过台架实验测试自供能磁流变减振器的减振特性和馈能特性,验证设计的磁流变减振器在悬架系统振动相对速度范围内可以实现自供能。
【关键词】：磁流变减振器 电磁馈能 自供能 悬架控制 能量平衡
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB535
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 磁流变半主动控制研究现状11-13
• 1.2.2 振动能量回收技术研究现状13-14
• 1.2.3 自供能磁流变减振器研究现状与存在的问题14-15
• 1.3 自供能磁流变减振器设计关键问题分析15-17
• 1.4 论文主要研究内容17-20
• 第2章 基于悬架回馈能量的磁流变减振器分析20-38
• 2.1 悬架能量回馈潜力分析20-22
• 2.2 磁流变减振器阻尼特性研究22-27
• 2.2.1 磁流变减振器工作模式22-24
• 2.2.2 磁流变减振器力学模型24-27
• 2.3 磁流变减振器结构及尺寸分析27-30
• 2.3.1 磁流变减振器基本结构及工作原理27-28
• 2.3.2 磁流变减振器结构尺寸设计28
• 2.3.3 磁流变减振器磁路设计28-30
• 2.4 限定能耗下的磁流变减振器优化设计30-34
• 2.4.1 磁流变减振器优化设计30-33
• 2.4.2 磁流变减振器磁路有限元分析33-34
• 2.5 磁流变减振器阻尼力仿真分析34-37
• 2.6 本章小结37-38
• 第3章 电磁感应馈能装置设计38-52
• 3.1 电磁感应馈能装置结构及关键尺寸分析38-42
• 3.1.1 电磁感应馈能装置基本结构和工作原理38-39
• 3.1.2 电磁感应馈能装置磁路与结构尺寸分析39-42
• 3.2 电磁感应馈能装置工作性能分析42-44
• 3.3 电磁感应馈能装置优化设计44-46
• 3.4 电磁感应馈能装置磁场有限元分析46-48
• 3.5 电磁感应馈能装置输出电能仿真分析48-50
• 3.6 本章小结50-52
• 第4章 自供能磁流变减振器能量特性研究52-70
• 4.1 自供能磁流变减振器能量流向路径52-53
• 4.2 悬架系统动力学模型53-58
• 4.2.1 随机路面模型53-55
• 4.2.2 磁流变减振器动力学模型55-57
• 4.2.3 悬架系统动力学模型57-58
• 4.3 自供能磁流变减振器控制器研究58-65
• 4.3.1 整车控制器58-59
• 4.3.2 磁流变减振器控制器59-65
• 4.4 自供能磁流变半主动悬架控制系统仿真分析65-67
• 4.5 自供能平衡效果分析67-69
• 4.6 本章小结69-70
• 第5章 自供能磁流变减振器实验研究70-78
• 5.1 实验原理70
• 5.2 实验平台搭建70-71
• 5.3 自供能磁流变减振器减振特性实验研究71-74
• 5.3.1 实验方案71-72
• 5.3.2 实验结果分析72-74
• 5.4 自供能磁流变减振器馈能特性实验研究74-77
• 5.4.1 实验方案74-75
• 5.4.2 实验结果分析75-77
• 5.5 本章小结77-78
• 第6章 结论与展望78-80
• 6.1 本文主要工作及结论78-79
• 6.2 未来研究工作展望79-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-86
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王鸿云;郑惠强;李泳鲜;;磁流变液的研究与应用[J];机械设计;2008年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈杰平;基于磁流变减振器的汽车半主动悬架设计与控制研究[D];合肥工业大学;2010年

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本文编号：509397