基于电磁直线作动器的某SUV主动悬架技术研究

发布时间：2022-12-25 09:40

　　传统被动悬架难以同时兼顾平顺性和操纵稳定性,而主动悬架则能根据车辆的行驶状态和路面情况提供适时的主动力,使车辆的行驶平顺性和操纵稳定性同时达到较好的水平。因此,本文基于自行研制的电磁直线作动器进行了的主动悬架技术的研究。首先,基于某SUV的具体参数值,建立了包含悬架、转向等子系统的整车动力学模型,并建立了路面的频域模型和时域模型。通过仿真分析,得出了电磁直线作动器的性能参数需求。然后,分析了电磁直线作动器在SUV悬架系统的安装尺寸,并结合其性能参数需求,得出了电磁直线作动器的具体设计目标。根据具体设计目标,对电磁直线作动器进行了设计,并建立了电磁直线作动器的数学模型和有限元模型,通过仿真分析得到了主要设计参数对电磁特性的影响,确定了电磁直线作动器的具体结构及参数。此外,进行了电磁直线作动器样机推力特性试验,得到了电磁推力和输入电流之间的关系。最后,提出了主动悬架模糊PID控制方法,并设计了模糊PID控制器,通过MATLAB与ADAMS联合仿真表明,相比于被动悬架,在C级路面的激励作用下,主动悬架的车身加速度、悬架动挠度和轮胎动位移分别降低了25.60%、26.41%和10.08%,提高... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 主动悬架作动器国内外研究现状
        1.2.1 电磁主动悬架
        1.2.2 其他形式主动悬架
    1.3 主动悬架控制策略国内外研究现状
    1.4 主要研究内容
    1.5 本章小结
2 整车动力学模型和路面模型
    2.1 整车ADAMS动力学模型
        2.1.1 虚拟样机简介
        2.1.2 模型假设
        2.1.3 悬架子系统
        2.1.4 转向子系统
        2.1.5 轮胎和车身子系统
        2.1.6 动力和制动子系统
        2.1.7 整车模型
    2.2 路面模型
        2.2.1 频域模型
        2.2.2 时域模型
    2.3 电磁直线作动器性能指标分析
    2.4 本章小结
3 电磁直线作动器的设计与建模
    3.1 电磁直线作动器工作原理
    3.2 电磁直线作动器的设计目标
    3.3 电磁直线作动器的设计
        3.3.1 电磁直线作动器的基本结构
        3.3.2 槽极配合及气隙的选择
        3.3.3 极距的确定
        3.3.4 绕组设计
        3.3.5 永磁体结构和尺寸选取
        3.3.6 初级长度的确定
        3.3.7 材料选取
    3.4 电磁直线作动器模型与控制原理
        3.4.1 三相静止坐标系下的电磁直线作动器模型
        3.4.2 两相旋转坐标系下的电磁直线作动器模型
        3.4.3 电磁直线作动器的控制策略
    3.5 本章小结
4 电磁直线作动器仿真与试验
    4.1 电磁直线作动器有限元模型
    4.2 电磁直线作动器结构参数优化
        4.2.1 气隙厚度
        4.2.2 永磁体厚度
        4.2.3 永磁体长度
        4.2.4 初级齿宽
        4.2.5 次级内径
    4.3 电磁直线作动器瞬态分析
        4.3.1 电磁直线作动器空载瞬态分析
        4.3.2 电磁直线作动器电磁推力瞬态分析
    4.4 电磁直线作动器推力特性试验
    4.5 本章小结
5 基于联合仿真的主动悬架性能分析
    5.1 悬架系统评价指标
        5.1.1 车身加速度
        5.1.2 悬架动挠度
        5.1.3 轮胎动载荷
    5.2 主动悬架模糊PID控制器设计
        5.2.1 PID控制算法
        5.2.2 模糊控制算法
        5.2.3 模糊PID控制器
    5.3 基于ADAMS和MATLAB联合仿真模型的建立
        5.3.1 ADAMS整车模型导出
        5.3.2 Simulink子系统生成
        5.3.3 ADAMS和MATLAB联合仿真模型的建立
    5.4 联合仿真结果分析
    5.5 本章小结
6 1/4主动悬架试验研究
    6.1 1/4主动悬架试验台设计
    6.2 集成式电磁直线作动器
        6.2.1 集成式电磁直线作动器总体方案设计
        6.2.2 弹簧设计及减振器选型
    6.3 硬件选型与设计
        6.3.1 电动激振台
        6.3.2 橡胶空气弹簧
        6.3.3 DSP控制器
        6.3.4 传感器及电源
    6.4 主动悬架试验
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电磁直线作动器的主动悬架控制方法研究[J]. 张肖肖,时岩.  河北工业科技. 2018(02)
[2]电动静液压作动器主动悬架力跟踪控制研究[J]. 寇发荣,王哲,杜嘉峰,李冬,许家楠,何凌兰.  中国机械工程. 2017(24)
[3]一种汽车磁流变半主动悬架的研制[J]. 寇发荣,范养强,刘攀,张冬冬.  机械设计与制造. 2017(12)
[4]馈能式电磁作动器馈能与阻尼特性研究[J]. 王兴野,张进秋,黄大山,张建,彭志召.  装甲兵工程学院学报. 2017(01)
[5]车辆液压主动悬架系统的设计与性能研究[J]. 迟媛,任洁,王勇,李加奇,王相宇,李蒙福.  液压与气动. 2016(12)
[6]直线电机式主动悬架建模与试验研究[J]. 汪若尘,谢健,叶青,孟祥鹏,陈龙.  汽车工程. 2016(04)
[7]主动悬架用直线作动器结构设计及性能分析[J]. 杨超,李以农,钟银辉,胡一明,郑玲.  汽车工程. 2015(09)
[8]奔驰轿车空气悬挂系统的结构与特点[J]. 朱春红,李婕,梁时光,宋建桐.  河南科技. 2014(12)
[9]轮胎动平衡机测试系统研究[J]. 伍良生,洪豪,马建峰,卢成龙.  机械设计与制造. 2014(02)
[10]2010年款奥迪A8可调空气悬架系统[J]. 刘春晖,张文.  汽车电器. 2014(01)

博士论文
[1]车辆主动悬架用永磁直线直流作动器的设计与实验研究[D]. 阮德玉.重庆大学 2011
[2]基于电磁作动器的车辆主动悬架研究[D]. 来飞.重庆大学 2010
[3]汽车磁流变半主动悬架控制系统研究[D]. 余淼.重庆大学 2003

硕士论文
[1]车辆直线电机式主动悬架作动器研究[D]. 任全.西安科技大学 2018
[2]汽车主动悬架的模糊控制策略研究[D]. 马克.重庆理工大学 2018
[3]车辆液压式主动悬架系统的设计与试验研究[D]. 任洁.东北农业大学 2017
[4]基于DSP的直线电机驱动控制系统的研究[D]. 徐鸣飞.东南大学 2016
[5]四轮独立驱动电动汽车电磁主动悬架优化设计与性能分析研究[D]. 彭冲.重庆大学 2016
[6]圆筒型永磁直线电机样机改进设计[D]. 李一.沈阳工业大学 2016
[7]液电式馈能减振器动力学仿真和性能研究[D]. 战敏.吉林大学 2015
[8]可切换式交联悬架系统建模及整车性能分析[D]. 甄昊.吉林大学 2015
[9]空气悬架力学特性及主动控制策略研究[D]. 邱文军.吉林大学 2014
[10]基于ADAMS与MATLAB的汽车半主动悬架系统的建模及仿真[D]. 王瑞.西安工业大学 2014



本文编号：3726370