车辆半桥式液压馈能减振器设计及动力学分析

液压馈能减振器可以有效降低换向和启停次数,为油液输送管道提供良好的运行工况环境,显著提升整流能力,并实现对悬架机械能量的高效回收。选择半桥式液压馈能减振器为研究对象,为各个液压元件和电路元件构建了动力学模型并开展了仿真分析。研究结果表明：增大激励频率与降低外接电阻后,馈能功率显著提高。在外负载为10Ω以及激励频率为0.6Hz的条件下,达到了256.2W的峰值回收功率。改变激励频率后,复原行程馈能效率保持基本恒定,馈能效率发生波动,波动幅度接近3%。外负载从10Ω变为100Ω后,馈能效率从40%减小为8%,并且当电阻率增大后,形成了更平缓的下降趋势。在外负载为50Ω的条件下,获得了-6972N复原阻尼力与-2768N压缩阻尼力,两者都达到最大值,已经满足目标阻尼的要求。     

车辆悬挂馈能潜力及馈能结构方案研究综述

馈能悬挂可将悬挂振动能量加以回收,提高悬挂性能的同时降低能耗,具有重要现实意义。围绕车辆悬挂馈能技术,从悬挂馈能潜力及其影响因素、馈能装置结构方案、复合式馈能悬挂结构、存在的问题及发展趋势等5个方面展开分析。悬挂馈能技术研究总结了存在的问题,指出减小馈能装置体积、提高馈能效率、减振及馈能一体化设计及传感器嵌入式设计将是未来馈能技术的发展趋势,为车辆悬挂馈能技术的研究、发展及应用提供参考。     

汽车自激馈能式减振器的仿真研究

为确定能够自动调平汽车的自激馈能式减振器设计方案的可行性,基于减振器内部结构及阀系特性,应用MSC.EASY5建立了自激馈能式减振器的仿真模型,应用ADAMS/CAR建立了某SUV的仿真模型,并通过ADAMS/CAR与MSC.EASY5之间协同仿真的形式实现了自激馈能式减振器与整车模型的集成;基于国标B级路面对所集成的...     

复合式电磁悬挂系统馈能特性分析

为有效回收车辆悬挂振动能量,对馈能影响因素及相互间的关系进行分析。建立复合式电磁悬挂系统(composite electrical-magnetic suspension system,简称CESS)动力学及馈能电路模型,采用功率流的方法分析悬挂系统的能量输入、输出及耗散关系。在考虑传递效率的条件下,分析电阻比、激励频率及振幅对馈能效率与馈能功率的影响。讨论了减振指标及馈能性能之间的关系,通过台架试验分析了外接电阻与悬挂相对运动速度对馈能性能的影响。结果表明:采用功率流的方法可有效分析悬挂能量流动关系,馈能效率和馈能功率受电阻比、激励频率及振幅等因素影响;悬挂系统不能同时满足最大馈能效率和最大馈能功率,悬挂系统减振及馈能性能存在一定的相互制约关系。     

馈能悬架BP神经网络PID控制研究

为使主动悬架能回收振动能量,建立了二自由度电磁式馈能悬架系统模型,设计了基于BP神经网络算法的PID控制器,对电路执行PI控制,以调节主动控制力的实际输出,以悬架的车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移作为车辆动力学性能的评价指标,以自供能效率、馈能效率分别作为悬架能量利用与回收的评价指标,利用MATLAB/Simulink软件进行仿真分析。结果表明,通过PI控制电路输出的主动控制力的实际值与理想值基本一致;基于BP神经网络PID控制的馈能悬架在不同输入条件下均能有效改善车辆性能;并且该系统能回收部分悬架振动能量,其中自供能效率稳定在约55%,馈能效率稳定在约16%。     

馈能式磁流变半主动悬架协调控制研究

为了优化车辆悬架的减振控制及振动能量回收,提出了一种基于协调控制的馈能式磁流变半主动悬架。建立了1/4车二自由度悬架力学模型、磁流变减振器数学模型和馈能模型,利用MATLAB/Simulink软件对馈能特性进行了仿真分析,并进行了参数敏感性分析。分析了减振器实现自供能的条件及结构参数的影响,设计并分析了多模式协调控制下的悬架动力学特性和馈能特性。结果表明,该减振器馈能结构参数对自供能影响较大;协调控制器能够有效协调悬架系统减振与馈能关系,降低能耗,阻尼力可控性好,能够衰减车辆振动,馈能特性效果良好,验证了该结构的可行性。     

馈能悬架的设计与仿真分析

为了提高汽车的能量利用率,回收悬架消耗的能量,设计了一种基于法拉第电磁感应定律的二自由度磁力能量回收系统,并建立了能量收集系统的数学模型与能量回收模型.利用MATLAB/Simulink对能量采集系统在不同幅值激励下的能量回收特性进行了仿真分析.结果表明:馈能悬架的输出电压与路面激励的幅值呈正相关,在5mm、5Hz的正...     

双筒式减振器阻尼特性仿真及实验研究

以双筒式减振器作为研究对象,通过分析减振器的结构及工作原理,并结合弹性力学和流体力学理论,利用Matlab/Simulink软件建立减振器复原和压缩行程的阻尼力输出模型.以正弦激励作为输入,并根据实际产品参数进行仿真和实验对比,得到减振器的阻尼特性曲线.通过对比分析结果可知,仿真和实验曲线较为吻合,验证了所建立的减振器...     

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。     

液压馈能型悬架系统的仿真研究

文中从节能的角度出发;提出一种1／4车体的液压馈能型悬架系统的结构方案,并分析其工作原理;然后通过AMESim和Simulink软件对此系统进行联合仿真研究,结果表明液压馈能型悬架系统可以回收由路面振动引起的机械能,为整车液压馈能型悬架的仿真研究提供参考。     

磁力馈能悬架的设计与实验研究

馈能悬架在完成被动悬架相关功能的同时,可实现对振动能量的回收。本文提出了一种在保留原被动悬架弹簧与阻尼结构的基础上,融入法拉第电磁感应馈能元件的磁力馈能悬架结构,保证原有悬架的安全性,同时实现无接触、无摩擦、无需润滑的馈能功能。本文阐述了该馈能悬架的工作原理与基本结构,并对悬架结构进行优化设计。进而研制了磁力馈能悬架的原理样机及馈能实验台架,研究在变频率、变幅值的正弦激励下,悬架系统的输出电压特性。实验结果表明：馈能悬架的输出电压与正弦激励的幅值和频率呈正相关。为了验证馈能悬架的自供电性与实用性,选用传感器作为负载,在7 Hz,4 mm的正弦激励下,馈能悬架可持续输出的电压为22 V成功地为传感器供电。     

气体介质馈能主动悬架滑模控制研究

以高压气体为俘能和传力介质,针对卡车设计一种新的馈能主动双作用悬架系统。该悬架系统传动机构选用螺母安装方式为偏心式的滚珠丝杠机构,气缸作为作动器。首先,以伯努利方程为基础,得到气缸等效弹簧刚度和阻尼力表征的统一方程,建立悬架数学模型并进行了动力学仿真分析;其次,采用滑模控制算法,进行了主动悬架滑模控制器的设计,并在Matlab/Simulink环境中进行建模仿真,将主动悬架和被动悬架的车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移3个指标作了比较分析;仿真结果表明:在相同的路面输入下,气体介质馈能主动悬架对改善汽车行驶平顺性和提高乘坐舒适性有较好的效果。     

半主动悬架馈能器设计及其馈能特性研究

提出了一种直线电机与可调阻尼减振器集成的车辆悬架振动能量回收方案,设计了可以将振动能量转化为电能的半主动悬架馈能器(SASR),基于圆柱坐标系对SASR用筒式永磁直线电机进行了解析分析,并与基于Ansoft的有限元结果进行对比,解析结果与有限元仿真结果吻合,验证了解析计算方法的正确性。在此基础上,探讨了电机工作速度和永磁体长度对SASR馈能特性的影响,确定了使SASR馈能性能达到最优的永磁体长度。最后,分析了SASR在随机路面激励下的馈能效果,验证了回收悬架振动能量的可行性。     

基于FPGA的多路抢答器设计

介绍了一种以EDA技术作为开发手段的多路抢答系统的设计和实现。本系统基于VHDL语言,采用FPGA作为控制核心,实现了多路抢答的功能,利用Altera公司的开发平台MAX+PLUSⅡ工具完成了编译、仿真,并下载到FLEX10K系列EPF10K10LC84-4器件进行测试。硬件测试表明系统能够正确显示最先抢答的选手号码,能够对答题时间进行100 s的限时报警以及复位重新抢答。     

馈能磁流变半主动悬架模糊滑模控制

为优化悬架减振性能和馈能性能,提出了一种馈能磁流变减振器结构,并设计了相应的半主动悬架模糊滑模控制策略。建立了磁流变减振器力学模型和馈能模型,以及相应的二自由度半主动悬架系统数学模型。针对半主动悬架系统的不确定性,基于混合天地棚阻尼控制系统,设计了滑模变结构控制器。使用饱和函数缓解系统抖振,并运用模糊控制优化滑模控制器。用谐波叠加法生成路面激励输入,分别对被动悬架、基于混合天地棚阻尼控制的半主动悬架以及基于模糊滑模控制的半主动悬架进行对比仿真。结果表明：基于模糊滑模控制的半主动悬架减振性能更好,能耗更小,且有良好的馈能性能,验证了馈能磁流变减振器结构的可行性和模糊滑模控制策略的有效性。     

多自由度离散系统减振器的设计及其应用

给出了一种多自由度离散系统减振的方法——在原系统中加入减振环节,在理论上对减振环节的参数设计进行了推导,并给出了一种振动性能指标函数。然后,将这套理论应用到ＶＶＶＦ电梯减振上,给出了ＶＶＶＦ电梯的动力学模型,对其减振效果进行了动态仿真。     

新型馈能型悬架及其工作原理

为回收汽车悬架间被减振器消耗的振动能量,提出一种集减振与回收振动能量功能于一体的新型馈能型悬架,并研究该新型馈能型悬架的工作原理。首先对馈能型悬架的关键部件——馈能装置的力学特性进行理论分析与试验测定。通过解析馈能装置作用在簧载质量上的馈能阻尼力得知：馈能装置的力学特性由其结构确定的粘性阻尼参数和类似库伦阻尼参数体现。进而建立馈能型悬架的动力学模型,并在汽车以72 km/h的速度行驶于C级路面的随机输入条件下对其进行数值仿真。仿真结果显示：馈能型悬架吸收发动机的平均功率略小于被动悬架,但有高达84%的吸收功率被馈能装置回收;馈能型悬架的使用性能也明显优于被动悬架,说明使用馈能型悬架来改善汽车的行驶平顺性和燃油经济性在理论上是可行的。     

能馈式电子负载中交错并联Boost电路的设计

为满足服务器电源测试用能馈式电子负载对第一级DC/DC低压大电流输入、低输入电流纹波和高效率的要求,第一级DC/DC采用交错并联Boost电路.分析了该电路的工作原理,给出了电路中各主要元器件的选取原则.针对电子负载恒流输入需求,给出了基于dsPIC33FJ16GS504的输入电流恒流控制环路设计思路和方法.利用DSP...     

基于振动信号响应的磁流变减振器模式推理控制及实验研究

基于磁流变减振器的振动响应信号,将模式推理控制方法应用于汽车磁流变减振器的控制。实验表明,模式推理控制器能根据振动信号识别减振器的复原行程和压缩形程,并实施不同的控制算法,实现了双程智能控制,控制效果明显。