无级变速器速比控制调节阻尼的电磁半主动悬架平顺性

针对传统汽车悬架不能将振动能量回收利用的缺点,提出了一种基于无级变速器速比控制实现悬架阻尼调节且可实现车身振动能量回收的电磁半主动悬架设计方案。在分析其结构和工作原理的基础上,基于动力学分析建立了无级变速器速比与悬架阻尼之间的对应关系以及该悬架系统的动力学方程;设计了无级变速器速比PID控制器,以1/4汽车悬架系统为例,对汽车平顺性以及振动能量回收效果进行了仿真分析;仿真结果表明,通过对无级变速器速比进行控制调节悬架系统阻尼,可以实现良好的汽车平顺性,并可实现车身振动能量的回收。     

金属带式无级变速传动液压系统的设计方法

液压控制系统是通过控制金属带轮的夹紧力来实现无级自动变速器速比调节的,其设计方法是开发无级变速传动系统的关键技术之一.在分析了金属带式无级变速器的结构特征和力学关系的基础上,通过对汽车典型行驶工况的仿真分析,提出了无级自动变速液压控制系统关键参数-速比变化率的设计方法,完成了液压系统的结构参数设计,并进行了仿真验证,从而为无级自动变速汽车的研制开发奠定了基础.     

电动汽车振动能量回收悬架及其特性优化

针对汽车悬架振动能量耗散、悬架阻尼特性较差的问题,提出了一种滚珠丝杠式振动能量回收悬架,实现了悬架振动能量回收。通过局部优化方法得到了变阻尼系数的悬架阻尼特性,提升了悬架性能。建立了馈能悬架的理论及仿真模型,仿真结果表明:采用路面随机高程激励,在不同路面等级下平均馈能功率为40~200 W。搭建了馈能悬架振动实验台,实验结果表明:采用电机拖动,在不同振动速度下瞬时馈能功率达到120 W。构造了悬架性能目标函数,通过控制负载阻值,用实验数据拟合得到了变阻尼系数的悬架特性。滚珠丝杠式馈能悬架不仅可以实现悬架振动能量的回收,而且可以控制负载阻值来优化悬架特性。     

HMT变速器速比跟踪控制对发动机转速的调节规律研究

研究无级变速器目标速比与发动机目标转速的关系,分析等差式液压机械无级变速器的速比特性以及换段条件.提出了用试验台驱动装置模拟发动机工作特性的方法.在此基础上,应用速比跟踪系统进行了发动机工作转速的调节试验,并通过分析试验结果揭示了无级变速器速比跟踪系统对发动机转速的调节规律:当目标速比变化率较大时,发动机转速对目标转速的跟踪误差较大,反之,则较小;当实际速比大于目标速比时,发动机转速小于目标转速,反之,则发动机转速大于目标转速.     

半主动悬架可调阻尼减振器及其控制时滞研究

研制了一种用于汽车半主动悬架系统的可调阻尼减振器，试验结果显示该减振器的阻尼调节性能达到半主动悬架控制要求．提出了一种基于天棚阻尼控制原理的新方法，可根据汽车的实际行驶情况灵活地控制车身振动加速度和车轮动载，从而实现预期的控制目标．探讨了可调阻尼减振器的驱动机构动作时滞和阻尼切换时滞对半主动悬架系统控制效果的影响．结果显示：驱动机构在120ms以上的时滞对车身振动加速度和车轮动载荷均有不利影响；减振器阻尼系数切换时的变化速度过快或过慢都对控制效果不利，     

液压机械无级变速器速比跟踪控制系统研究

提出液压机械无级变速器速比跟踪控制系统的设计方法.分析了等差式液压机械无级变速器的速比特性,建立了液压机械无级变速器的变速系统模型,并通过频率特性分析对液压机械无级变速器的模型进行了简化.设计了速比跟踪控制算法,在实验台上完成了变速器的速比跟踪控制实验以及速比跟踪系统对发动机转速的调节实验.实验结果表明:液压机械无级变速器在跟踪阶跃速比时,不存在稳态跟踪误差,而在跟踪斜坡速比时,存在稳态跟踪误差;通过跟踪变速器的目标速比可以实现对发动机工作转速的调节,使其工作在最佳工作点.     

面向新能源汽车的悬架振动能量回收在线控制方法

针对目前新能源汽车悬架中阻尼器阻尼调节复杂、能耗大的问题,提出了一种高效的电磁阻尼器阻尼系数在线控制方法,同时实现振动能量的回收。该方法使用由直流电机和滚珠丝杠机构组成的电磁阻尼器,首先设计了基于高频DC-DC变换器的阻尼调节电路,通过调节驱动功率场效应晶体管(MOSFET)的脉宽调制(PWM)信号占空比,其输出电压可基于输入电压进行调节;然后在阻尼器工作过程中计算目标电磁转矩,求出达到该参考转矩需要的电枢电流。另一方面,在工作过程中不断采集实际电枢电流,并将该实际电流送至PI控制器进行PI闭环调节,输出驱动PWM信号的占空比;最后由PWM控制器以1 kHz的调节频率驱动DC-DC变换器,实现目标转矩的跟随和能量回收。基于实车的相关参数搭建了1/4悬架系统实验台架,实验结果表明,该电磁悬架系统可回收约184 W的振动能量,响应速度可达10 Hz,验证了阻尼系数调节和控制方法的有效性。     

汽车无级变速器底层驱动系统设计与开发

提出用于驱动步进电机和高速数字开关阀的无级变速器底层驱动系统.详细介绍此系统的底层驱动原理和系统中使用的电子元器件,设计了关键元器件的驱动原理图,以及变速箱接口单元与发动机管理系统之间的控制器局域网通信协议.进行硬件在环仿真,成功驱动步进电机和高速数字开关阀,精确快速地实现速比控制,夹紧力控制和离合器控制,验证了无级变速器底层驱动系统.     

基于MATLAB的前悬架车辆振动特性

以国产某型号无悬架车辆参数为例,在建立二自由度双轴车辆振动模型和分析其固有频率的基础上,建立了三自由度双轴前悬架车辆的动力学模型,以积分白噪声随机路面作为激励,运用MATLAB/SIMULINK对两种动力学模型进行了仿真分析,在仿真过程中,通过改变前悬架系统的参数,得出了悬架的不同刚度和阻尼对车辆振动特性的影响规律.仿真结果表明:安装前悬架使车身垂直振动加速度、俯仰振动角加速度的均方根值都有明显降低,有效的改善了无悬架车辆的行驶平顺性和驾驶的舒适性;但同时也发现,安装前悬架使车身俯仰振动角位移的均方根值略有增大.     

基于参考模型的主动悬架反演控制设计

为减小车身垂直加速度以及轮胎变形量,从而提高车辆的乘坐舒适性和行驶稳定性,采用一种基于参考模型的反演控制设计方法,对汽车悬架进行主动减振控制研究。建立了1/4车辆二自由度主动悬架试验台架的动力学模型,并基于天棚-地棚阻尼控制方法建立了一种理想的被动控制悬架系统模型,将其作为后续反演控制设计的参考模型;将路面激励下理想的被动控制悬架系统的输出作为参考信号,基于李雅普诺夫理论设计一种模型参考反演控制算法,并将其应用于实际悬架系统的主动减振控制,以此实现对理想被动悬架系统减振性能的逼近;选取一种典型的路面激励形式,对所提出的主动减振控制方法进行仿真研究。仿真结果表明,基于参考模型的反演控制策略能有效抑制车身垂直运动,减小车身垂直加速度,同时在一定程度上减小了轮胎变形量,改善了汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性。     

可调减振器及其模糊控制方法初探

车辆振动不仅影响了车辆的行驶平顺性而且还影响了车辆的操纵稳定性传统的被动悬挂由于其阻尼、刚度等结构参数不能随车辆行驶工况的改变而改变,因而在减小车辆振动、提高其行驶平顺性方面受到较大的限制本文介绍了一种用于车辆半主动悬挂系统的阻尼可调的减振器及其工作原理,并对实现阻尼调节的模糊控制方法进行了理论探讨根据车辆行驶平顺性要求,对以减振器工作缸上下腔压力差及其变化率为控制器输入的模糊控制规则进行了分析,得出了初步的模糊控制规则表理论上实现了车辆悬挂系统阻尼随车辆行驶工况的变化而改变对变阻尼减振器及其控制方法的设计、研究具有一定的指导意义     

履带车辆半主动油气悬架最佳阻尼匹配

为实现不同行驶工况下半主动油气悬架最佳阻尼的匹配,建立了匹配目标和约束条件。基于多系统联合仿真方法,构建了动力学、液压、控制及道路等模型;并验证了模型的合理性。仿真分析了比例节流阀节流面积对行驶平顺性、悬架动行程及发热功率的影响,得出了使驾驶员处振动最小的最佳阻尼参数。分析表明该值随路况恶化、车速增加而减小,为保证车辆最佳的行驶平顺性,需要设计更大的悬架动行程和散热功率。研究结论为履带车辆半主动油气悬架结构改进及阻尼优化控制提供了依据。     

半主动悬架参数自整定模糊控制策略

采用1/4车模型对阻尼在振动中的作用进行了分析,提出了一种充分利用阻尼消耗振动能量,通过阻尼控制降低悬挂质量加速度峰值的半主动悬架模糊控制策略,建立了参数自整定模糊控制器.ADAMS、Matlab/Simulink联合仿真结果显示,与实际非线性阻尼特性的被动悬架和现有模糊控制相比,基于该策略的控制器对车辆平顺性和操稳性有明显改善作用.     

轮毂电机电动汽车轮内悬置系统设计与优化

为了改善轮毂电机驱动电动汽车簧下质量变大导致的垂向振动负效应问题,优化汽车的平顺性,以自主研发的可实现四轮独立驱动的轮毂电机电动汽车为实验对象,设计了一种可安装于电动轮内的轮毂电机悬置系统。提出在电动轮内的特定位置加装橡胶衬套的悬置系统方案,使轮毂电机的定子和转子与簧下质量实现弹性隔离。建立具备电动轮内悬置系统的整车动力学模型,利用遗传算法对橡胶衬套的刚度和阻尼值进行优化,并通过与无轮内悬置系统的传统轮毂电机驱动汽车垂向振动特性对比分析,对此套悬置系统的应用性及有效性进行验证。研究结果表明：轮毂电机电动汽车电动轮内安装悬置系统对车辆的平顺性有一定程度上的改善,尤其是对车身加速度的改善比较明显。     

车辆半主动油气悬架模糊控制的建模与仿真

为对某工程车辆半主动悬架系统进行可靠控制,针对单筒式油气弹簧建立了数学模型,分析了其刚度特性和阻尼特性以及节流小孔面积的改变对阻尼的影响. 提出在防止悬架频繁击穿前提下改善车辆平顺性要求的控制思想,以悬架动挠度及其随时间变化率为控制输入,建立控制模型,并制定模糊控制规则,设计了模糊控制器. 分别针对正弦路面激励、积分白噪声随机路面激励以及瞬态阶跃路面激励进行仿真. 仿真结果表明:模糊控制策略在悬架半主动控制的应用,不仅可减小悬架击穿的概率,也从统计角度改善了车辆平顺性.      

基于计算机仿真技术的新型半主动悬架建模及动力学分析

运用EASY5建立了EHA模型,运用机械系统分析软件ADAMS建立了半主动悬架的机械系统模型,运用MATLAB建立了基于模糊算法的控制模型,通过各软件之间的数据接口实现整车联合建模和协同仿真.结果表明:基于EHA的半主动悬架能够很好地降低车辆的垂直振动,提高车辆行驶的平顺性;多软件的协同仿真技术在研究半主动悬架的控制技术上是可行的,为机电液一体的复杂系统的建模和仿真提供了新的思路.     

基于混合控制策略的馈能悬架半主动控制

为使馈能悬架在一定范围内实现半主动控制,基于混合控制策略,确定了电机电磁阻尼力的控制算法.探讨了电机不同电磁阻尼力对悬架性能的影响及馈能悬架实现半主动控制的条件.在此基础上,以整车舒适性为目标,采用粒子群优化算法确定了电机阻尼力控制参数,并设计了直接电流控制器,使直线电机产生所需的电磁阻尼力.最后,对采用基于混合控制策略的馈能悬架进行了随机路面激励下的仿真分析.结果表明,优化的电机阻尼力控制参数能使馈能悬架实现半主动控制,显著改善馈能悬架的舒适性和平顺性,并能回收悬架部分振动能量.      

单轮车辆非线性悬架的最优阻尼匹配

以单轮非线性刚度、非线性阻尼的悬架为对象,进行统计线性化分析,得到二自由度各响应均方根值的计算公式. Simulink仿真验证了关系式的正确性. 车身加速度均方根值是关于等效线性阻尼的凹函数,故存在唯一的等效阻尼系数可使车身加速度均方根值达到最小. 该结果可用于非线性悬架的匹配和阻尼半主动控制策略的实现.      

减速带路面工况下线性和非线性模型悬架的最优阻尼比

为研究减速带路面工况下悬架最优阻尼比,搭建了二自由度汽车悬架线性及非线性模型,并采用Matlab/Simulink软件建立正弦截面减速带路面时域模型以通过仿真验证路面模型准确性。在此基础上,根据ISO标准中频率加权系数设计频率加权滤波网格;探讨脉冲输入下悬架线性模型的局限性,提出考虑车轮离地、撞击限位块场景下的二自由度悬架非线性模型;最后采用振动剂量值VDV和轮荷冲击系数k作为减速带路面工况下平顺性评价指标,仿真比较线性和非线性模型在考虑车轮离地、不同悬架限位块刚度以及不同行驶速度情况下的悬架最优阻尼比。研究表明仅考虑车轮离地非线性情况不会影响最优阻尼比,考虑撞击限位块时,不同限位块刚度以及不同车速均影响最优阻尼比. 该项研究结果为车辆悬架阻尼优化及控制提供了依据。     

基于遗传算法和模糊控制的半主动悬架控制

文章建立了四自由度汽车半主动悬架系统模型;提出了一种用于汽车悬架半主动振动控制系统的遗传模糊方法,并用该方法对半主动悬架系统进行了计算机仿真和结果分析。最后通过与被动悬架比较,表明了半主动悬架系统明显减少汽车的振动,提高了汽车平顺性性能。