含滚珠丝杠副的电磁半主动悬架滑模控制

为了提高车辆悬架的减震性能及使用寿命,提出一种含滚珠丝杠副的电磁半主动悬架,使用磁滞制动器提供阻尼,使用改进滑模控制调节悬架系统参数。建立滚珠丝杠作动器数学模型,理论验证滚珠丝杠作动器提供悬架阻尼的有效性,建立二自由度半主动悬架动力学模型,以天棚阻尼控制系统作为参考模型,设计误差动力学方程,并确定滑模面。使用含有双曲正切函数的新型滑模趋近律取代传统指数趋近率,消减系统抖振,提高系统的快速响应能力,避免高频振动。建立Simulink仿真模型,并分析对比汽车以20 m/s速度行驶在B级路面情况下,不同控制方法的车身垂直加速度、悬架动挠度、车轮动位移的时域响应曲线,同时对比了汽车以20m/s速度行驶在A级、B级、C级不同路面情况下的悬架性能指标均方根。结果表明,采用新型趋近率的改进滑模控制的含滚珠丝杠副电磁半主动悬架与传统趋近率的半主动悬架相比,很好地改善了悬架减振性能,减小了系统抖振,具有良好的适应性和鲁棒性,尤其在B级路面,该半主动悬架的减振性能更为明显。