基于PSSH电路的悬架系统馈能发电研究

车辆行驶时因路面不平整引起车身振动的能量,可通过悬架系统的阻尼以热能形式耗散. 为了提升车辆系统能源利用率,悬架振动能量回收技术越来越受到关注. 提出了一种针对直线电机的振动能量回收电路——并联同步开关能量回收(parallel synchronous switch harvesting,PSSH)电路,完成了该电路在恒定激振位移下回收功率的理论分析和计算. 对标准能量回收电路、并联同步开关能量回收电路进行仿真比较并进行实验验证. 结果表明,并联同步开关能量回收电路的回收功率与负载的变化无关且始终保持在较高的水平,具有优越的性能.     

具有双层控制结构的馈能悬架输出反馈控制策略

针对悬架系统是一个复杂的多变量振动系统,单一的控制算法难以满足悬架系统的性能要求的不足,采用了双层结构控制策略,上层控制器产生下层控制器的期望输出,下层控制器跟踪上层控制器的输出。本文将馈能悬架的控制器设计问题归结为时域硬约束下的干扰抑制问题和能量回收效率的问题,上层控制器采用多目标H_∞/广义H_2输出反馈控制策略,即用广义H_2范数描述系统时域约束,用H∞范数度量系统的性能。下层采用状态反馈积分控制策略实现执行机构对上层控制输出的跟踪。仿真验证了设计的1/4车馈能悬架具有干扰抑制能力和能量回收能力。     

馈能悬架阻尼特性及其影响因素

运用MATLAB/SIMULINK和CARSIM,建立了馈能悬架模型,研究了馈能悬架的空载电压特性。分析了馈能悬架阻尼系数与充电电容和悬架压缩速度的关系。最终得到馈能悬架阻尼特性曲线。结果证明,馈能悬架的阻尼特性可以满足普通乘用车的需要,而且能够在一定程度上回收振动能量。     

惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响

建立了包括馈能电机及其控制模型在内的馈能减振器Matlab/simulink仿真模型,分析了惯性力对馈能悬架阻尼特性的影响。利用结构振动分析方法,推导出馈能悬架固有频率的计算公式及对路面激励的传递特性。通过改变惯量比,分析了惯性质量对车身加速度、悬架动挠度和车轮相对动载荷的幅频特性的影响。结果表明:惯性质量使馈能悬架的共振频率较传统悬架提前;性能方面,低频共振区特性有一定的改善,而对高频共振区传递特性产生不利影响;更高激励频率对平顺性不利,而对安全性影响不大。     

能量可回收型悬架的研究现状及发展趋势

在介绍能量可回收型悬架的背景、发展历史和主要应用的基础上,概括了目前能量可回收型悬架研究的重点和方向,主要包括能量可回收型悬架的减振器设计、馈能特性和控制策略3个方面,最后指出能量可回收型悬架研究目前存在的问题及发展趋势。     

混合动力车辆馈能式悬架的节能潜力

传统车辆悬架系统中阻尼元件以摩擦的形式将振动能量转变成热能,最终将这部分热能散发到大气中。阻尼器耗散能量的多少不仅与其摩擦因数有关,还与路面不平度、车速及整车质量密切相关。为了对这部分能量进行回收利用,使用CARSIM仿真软件完成了车辆以不同车速行驶在不同路面上时悬架系统阻尼器的能耗计算。结果证明,在城市工况和路面条件下馈能式悬架有实际应用价值。     

液压式馈能减振器的外特性及馈能特性分析

为了使悬架减振器在改善汽车行驶平顺性的同时完成振动能量的回收,首先以某品牌减振器为原型设计一种实用新型液压式馈能减振器的原理及结构,依据工作原理构建该减振器的油液流动中流量与压降之间的关系理论模型;然后在AMESim中建立等效参数化仿真模型分析所设计的液压式馈能减振器的外特性及能量回收特性能否满足实际工作需求;最后在Simulink中进行液压式馈能悬架总成AMESim模型与路面时域输入模型的联合仿真,分析此减振器装车后在实际路面激励下对车辆平顺性的影响及能量回收效果.分析结果表明:此液压式馈能减振器压缩/复原行程阻尼力符合减振器阻尼力允差的国标要求;示功图形状饱满无明显畸变,体现出良好的外特性,满足减振器的设计要求;馈能特性符合最初设计的只在压缩行程回收能量的思想;馈能特性曲线呈现出显著的峰值特性并受到减振器高频响应特性的影响;悬架平顺性满足行驶要求,实际行驶中具有一定的能量回收潜力.本文所设计的液压式馈能减振器基本能达到预期目标,对节能减排有借鉴价值.     

馈能式缓冲器的研究

本介绍一组由无源器件组成的开关辅助电路,其广泛应用于由高频电力电子器件作为单端电源转换开关的馈能式缓冲电路中,并对无源无损耗缓冲器的特性和应用进行了探讨。     

液电馈能式减振器阻尼特性理论及试验

提出了液电馈能式减振器(HESA)的简化模型,从液压整流桥、液压马达以及管路的损失等方面分析了液压回路的压降,推导了HESA的理论阻尼力;试制了HESA的样机并建立了相应的试验台架,对HESA的样机进行了台架试验,对比分析了试验数据以及理论数据。结果表明,在激励频率为1.67Hz、激励幅值为12.5mm时,HESA的理论阻尼力与试验阻尼力吻合很好,具有很高的准确性,随着激励幅值的增大,试验阻尼力与理论阻尼力的偏差增大;相比伸张行程,压缩行程的试验阻尼力与理论阻尼力吻合得更好。     

可变刚度和阻尼的半主动馈能悬架隔振性能

首先,以单自由度1/4车辆模型为研究对象,对其地面激励和外力激励幅频特性进行分析。然后,基于天棚控制方法设计了开关阻尼控制算法,定义了9种控制模式。最后,以正弦激励和随机激励作为输入,采用Matlab/Simulink进行性能仿真对比分析,结果表明:两个阻尼器都是on-off状态对应的工作模式,可以使悬架系统表现出良好的隔振性能。     

汽车悬架系统的发展及控制技术研究现状

对目前汽车悬架系统的发展及振动控制技术进行了较为全面的综述。传统汽车悬架无法在各种行驶条件下提供良好的减振性能,对几种以现代控制理论为核心的悬架控制技术予以分析,并作出相应的评价,为深入研究提供有力的保证。     

工程车辆座椅悬架多维振动控制研究

非道路车辆悬架对于来自非铺装路面的冲击振动衰减有限,且部分工程车辆考虑到实际需要,甚至未加装车辆悬架,因此对于特种车辆座椅悬架的减振研究尤为必要。为此,选用经典Tricept并联机构作为座椅悬架主体,该机构具有3个自由度,可实现多维振动的有效衰减。首先在ADAMS中搭建并联机构模型,然后设计与该机构相适应的模糊比例积分微分(proportion-integration-differentiation, PID)主动控制和模糊PID-天棚半主动控制,分别进行ADAMS与MATLAB联合仿真。结果显示,并联机构Tricept的座椅悬架系统可以实现多维协同减振,沿垂向、俯仰、侧倾3个方向的（角）加速度依次衰减了18.58%、42.68%、42.5%;与主动控制结合后,各方向的振动（角）加速度分别降低了37.26%、53.38%、49.36%;与半主动控制结合后,各方向的振动（角）加速度分别降低了43.54%、53.38%、52.47%。     

滚珠丝杠式馈能型减振器的结构设计及参数匹配

根据前期研究对滚珠丝杠式馈能减振器结构进行了重新设计。从所匹配的传统减振器速度-力特性出发,利用概率统计的方法对1/4悬架仿真结果进行分析。以提高馈能效率为目标,对馈能电机的峰值功率、转速以及基速比进行了匹配。从结构和效率两方面对丝杠参数进行了匹配和校核。结果表明,所设计和匹配的馈能减振器满足实际使用要求,并且能够高效地回收悬架振动能量。     

自适应滤波技术在汽车悬架振动控制中的应用

对汽车悬架振动主动控制的LMS（lesat mean square）算法进行仿真研究。基于自适应LMS算法的控制器运算简单、适应性强。正弦信号激励两自由度悬架振动系统模型，在计算机上利用matlab软件进行仿真，结果表明LMS算法能显地改善汽车悬架的性能。     

最优预见控制设计及在汽车主动悬架控制中的应用

一个不仅考虑系统当前的状况，而且还为未来的目标或外扰加以考虑的预见控制系统，常常能取得改善控制性能和降低系统耗的双重效果，为此，作者将最优预见控制方法于汽车主动悬架控制，取得了良好效果。     

应变能控制减振研究

本文以结构单元的应变能为控制目标,调整结构局部刚度,使相当数量的振动能量聚集在结构的极少数部位,同时利用摩擦型阻尼器将聚集起来的能量消耗掉。与通常振动控制方法不同,本文提出的控制方法是全频域控振方法。所以,比较适合于对结构地震反应的控制。     

国内能值理论研究综述

美国生态学家H.T.Odum于20世纪70年代基于生态能量学提出能值理论,现已成为评估生态系统服务功能、生态资产、生态足迹及生态承载力、生态系统及复合系统运行状态广为采用的方法之一。通过梳理国内相关文献,依据研究主题对能值理论研究进行评述,指出研究不足和发展方向。     

车辆电磁馈能式动力吸振器设计

考虑线圈质量、电感、电阻以及机械振动系统与电磁式能量回收装置之间耦合作用,建立装有簧上电磁馈能式动力吸振器（EMER-DVA）的四分之一车辆动力学模型.基于动力吸振原理及电磁馈能系统动刚度特性获得EMER-DVA参数匹配设计.对比分析传统式动力吸振器（DVA）、EMER-DVA和无DVA车辆的车身振动加速度、悬架动挠度及输出功率的幅频特性,以及在正弦位移、随机位移激励工况下EMER-DVA和无DVA车辆的时域振动特性和振动能量回收性能.结果表明,EMER-DVA使车身振动加速度、悬架动挠度振动传递率在悬架固有频率处分别降低17.8%和8.7%.在C级随机不平路面、不同车速下,车身振动加速度、悬架动挠度均值降低3.2%、2.7%,输出功率、EMER-DVA挠度均值分别为0.98 W、11.8 mm;在D级随机不平路面下,相应参数分别为4.5%、3.1%、2.8 W、21.3 mm.可以看出,EMER-DVA在提高车辆行驶平顺性的同时可以有效回收振动能量.开展EMER-DVA台架振动试验,试验结果与数值计算结果较吻合,验证了本研究EMER-DVA动力学模型的准确性.     

汽车主动悬架系统的神经网络控制算法

通过对汽车主动悬架建立再生神经网络模型,提出了一种神经模糊适应性控制算法,该算法在多层神经网络的基础上,借助一套模糊规则,调节模糊神经控制器参数,通过神经网络建模确定了汽车主动悬架的动态参数,并向神经模糊适应性控制器提供学习信号．对一辆装有磁流变液减振器及基于DSP微处理器模糊神经控制系统的微车,在各种速度与路面条件下进行试验,将控制效果与开环被动悬架系统的进行了比较,结果表明,神经控制算法在减小微车振动方面表现出了良好的性能．