车辆馈能悬挂系统滑模控制及能量管理策略研究

针对车辆传统主动悬挂系统高能耗的问题,以半车为研究对象,建立了一种4自由度馈能式悬挂系统;为解决馈能式减振器主动控制与能量回收不能并存的问题,设计了一种新型馈能式减振器,采用其力发生器进行主动控制,同时可用其馈能器回收能量。依据车辆典型行驶条件给出了基于控制执行率的车辆悬挂系统能量管理策略,以综合考虑馈能式悬挂系统的振动控制与能量回收。仿真分析与实车试验分析表明:与被动悬挂系统相比,所建立的基于滑模控制的馈能式悬挂系统的综合性能改善了22.7%,说明了该馈能式悬挂系统振动控制的有效性;依据行驶路面及行驶速度划分3种典型车辆行驶条件可以用来作为控制执行率实施大小的判别条件。

馈能悬挂振动控制及能量回收性能研究

目前馈能悬挂系统未建立起一致的能量回收量化计算准则,无法对各类馈能悬挂进行比较评价。针对这一问题,采用功率流法分析对馈能悬挂不同工作状态下功率的转移流动进行详细分析,并给出悬挂系统各部分功率的量化计算公式,以此建立悬挂馈能能力评价准则。通过仿真试验检验新型馈能悬挂的控制性能及馈能性能,结果表明:与传统馈能悬挂相比,新型馈能悬挂车辆的乘坐舒适性在中高频段有所提高,馈能效率和馈能可行性显著提高,并且可实现悬挂系统的自供能。

惯性质量对馈能悬挂幅频及振动特性的影响

以某型轮式车辆为对象,为回收悬挂振动能量,设计了齿轮齿条式电磁作动器(Electric Actuator,EA),并建立相应的1/4车悬挂动力学模型。利用结构振动分析方法,推导了考虑惯性质量的悬挂性能指标传递特性计算公式。通过改变惯性质量大小,分析其对悬挂幅频特性的影响。基于三角冲击激励及随机激励,分析惯性力对悬挂振动特性的影响。结果表明:惯性质量的引入会使车身及车轮共振点提前,两共振点以前频段内处于恶化状态,且在高频段恶化更明显,而在两共振点后的频段内对悬挂性能有一定改善作用;三角冲击及随机激励下,惯性质量会引起振动特性曲线的振荡,相位存在滞后,且随时间累加,恶化悬挂性能。

车辆馈能悬挂技术综述

被动悬挂的系统参数不能随路面状况变化而改变,故减振性能有限,且振动能量被减振器以热量的形式耗散,造成了能量的浪费。馈能悬挂能够提高悬挂性能并降低能耗,正受到广泛关注。对车辆悬挂的能量耗散和馈能潜力进行了探讨,回顾了馈能悬挂的研究和发展状况,总结了馈能悬挂的结构方案和优缺点。最后,分析了已有馈能悬挂存在的问题和应用受限的根本原因,并指出能够兼顾振动控制效果与能量回收效率的馈能悬挂将会有良好的发展前景。