工程车辆直线电机馈能悬架能量回收分析与参数优化 被引量：1

1

作者 吕宝占 李朋宁 +1 位作者 吕雅然 邓晓亭 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期107-114,共8页

目的为了回收工程车辆在行驶过程中由于路面不平度引起的车身振动能量,同时解决馈能悬架系统的动力学性能和馈能性能不协调问题,方法首先,提出一种直线电机与减振器并联的馈能悬架系统结构,通过建立馈能悬架系统的二自由度动力学模型,... 目的为了回收工程车辆在行驶过程中由于路面不平度引起的车身振动能量,同时解决馈能悬架系统的动力学性能和馈能性能不协调问题,方法首先,提出一种直线电机与减振器并联的馈能悬架系统结构,通过建立馈能悬架系统的二自由度动力学模型,利用天棚控制提高车辆的平顺性;其次,以悬架减振器阻尼作为优化设计变量,结合直线电机式馈能悬架的馈能性能、平顺性和安全性建立优化目标函数,采用遗传算法控制策略对馈能悬架的馈能性能进行优化,以获得全局最优解,解决馈能悬架的平顺性和馈能性能的协调问题;最后,通过MATLAB/Simulink对馈能悬架系统性能进行仿真。结果仿真结果表明:与被动悬架相比,天棚控制下的馈能悬架车身加速度、轮胎动载荷、悬架动行程均方根值分别减小25.40%,17.76%和32.58%;利用遗传算法对馈能悬架的动力性能和馈能协调性能优化,优化后馈能悬架的动力学性能相比优化前有一定恶化,但与被动悬架的动力学性能相比提高显著,而蓄电池平均回收能量提高了15.22%,馈能性能提高显著。结论本文提出的直线电机和减振器并联结构的馈能悬架系统装置能够回收工程车辆悬架系统的振动能量,采用遗传算法协调控制策略能够兼顾馈能悬架的动力学性能和馈能性能,并使馈能性能得到显著提高。 展开更多

关键词 馈能悬架 直线电机 天棚控制 遗传算法

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惯性质量对2-leg并联机构馈能悬架振型及幅频特性的影响机理

2

作者 张校锋 邓富昌 +3 位作者 姜智超 莫家业 卢石孔 覃珍珍 《车辆与动力技术》 2024年第2期18-26,共9页

为了研究惯性质量对2-leg并联机构馈能悬架系统振型及幅频特性的影响机理,进行了模型架构、系统振型及幅频特性的理论推导和仿真分析.其中,模型架构中解决的关键问题是惯性质量的理论推导及线性化等效问题,为研究惯性质量对悬架系统振... 为了研究惯性质量对2-leg并联机构馈能悬架系统振型及幅频特性的影响机理,进行了模型架构、系统振型及幅频特性的理论推导和仿真分析.其中,模型架构中解决的关键问题是惯性质量的理论推导及线性化等效问题,为研究惯性质量对悬架系统振型及幅频特性的影响机理做铺垫.并提出惯性质量变比系数的概念,将惯性质量转化为线性化变量,从而量化分析惯性质量对系统振型及幅频特性的影响.研究结果表明:惯性质量对系统的影响具有两面性,从振型角度分析,惯性质量使得2-leg并联机构馈能悬架系统共振频率提前,随惯性质量变比系数增大,车身振动幅值增大.从幅频特性角度分析,随惯性质量变比系数的增大,车身垂向加速度及悬架动挠度幅频特性函数均在第二个波峰后出现明显差异,车身振动加剧,悬架动挠度振动减小.结合加权法与Matlab+Isight联合仿真可知:通过合理设计2-leg馈能悬架的结构将惯性质量变比系数控制在0.58时,车身振动与车轮振动的加权叠加和最小,隔振效果最佳. 展开更多

关键词 并联机构 馈能悬架 惯性质量 振型 幅频特性 影响机理

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馈能悬架变论域模糊控制 被引量：17

3

作者 柳江 林晨 +1 位作者 叶明 黎晓伟 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1139-1143,1151,共6页

根据汽车系统动力学和电机学理论,建立了车辆悬架模型和控制电路模型,将变论域模糊控制应用到电磁馈能式主动悬架,对电路进行PD控制以确保实际控制力与理想控制力的一致性,提出自供能效率作为馈能型主动悬架的评价指标,并进行分析计算.... 根据汽车系统动力学和电机学理论,建立了车辆悬架模型和控制电路模型,将变论域模糊控制应用到电磁馈能式主动悬架,对电路进行PD控制以确保实际控制力与理想控制力的一致性,提出自供能效率作为馈能型主动悬架的评价指标,并进行分析计算.利用MATLAB/Simulink软件仿真,以滤波高斯白噪声为路面输入,结果显示,采用PD控制后的电路,输出的实际主动控制力和理想主动控制力基本一致;采用变论域模糊控制的馈能悬架车辆乘坐舒适性得以提高;且能获得超过11%的自供能效率. 展开更多

关键词 馈能悬架 变论域模糊控制 自供能效率

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直线电机馈能悬架控制系统设计与馈能分析 被引量：26

4

作者 陈星 罗虹 邓兆祥 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期124-129,共6页

为了实现悬架的主动减振及能量回收,将直线电机作为汽车主动悬架的作动器。设计了基于整车的主动悬架控制系统,控制直线电机根据路面激励输出相应主动力,同时根据直线电机的不同模式对其能量进行管理控制。采用七自由度整车模型进行仿真... 为了实现悬架的主动减振及能量回收,将直线电机作为汽车主动悬架的作动器。设计了基于整车的主动悬架控制系统,控制直线电机根据路面激励输出相应主动力,同时根据直线电机的不同模式对其能量进行管理控制。采用七自由度整车模型进行仿真,结果表明所设计的控制系统能有效的改善车辆的舒适性,并且当阻尼系数选择恰当的情况下能够进行能量回馈。 展开更多

关键词 直线电机 最优控制 直接推力控制 馈能悬架

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电磁馈能悬架非线性阻尼特性仿真分析 被引量：9

5

作者 刘松山 王庆年 王伟华 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期1528-1533,共6页

提出了一种基于馈能电机转矩-转速特性和传统线性阻尼特性的馈能悬架非线性阻尼特性,分析开启速度和阻尼不足区初始速度对减振性能的影响。通过对传统的单自由度线性悬架模型的簧载质量加速度响应分析,得出初始开启速度对其减振性能的... 提出了一种基于馈能电机转矩-转速特性和传统线性阻尼特性的馈能悬架非线性阻尼特性,分析开启速度和阻尼不足区初始速度对减振性能的影响。通过对传统的单自由度线性悬架模型的簧载质量加速度响应分析,得出初始开启速度对其减振性能的影响。为了抑制进入恒阻尼区后导致的加速度响应峰值,对线性模型中的相对速度传递特性的研究,得出初始开启速度的调整系数。仿真结果表明,合理的开启速度能极大地改善馈能减振器的传递特性,阻尼不足区初始速度对谐波激励时的响应峰值影响并不大。 展开更多

关键词 电磁馈能悬架 非线性阻尼特性 馈能电机 仿真分析

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电磁阻尼器惯性质量对汽车馈能悬架减振性能的影响 被引量：10

6

作者 蒲晓晖 徐俊 +1 位作者 李士盈 梅雪松 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期62-68,84,共8页

为了研究阻尼器惯性质量对汽车馈能悬架系统减振性能及馈能特性的影响,优化电磁阻尼器选型,根据汽车悬架系统动力学方程推出阻尼器惯性质量表达,并引入惯性质量,以悬架系统车身加速度、悬架动行程和车轮动变形量作为系统输出,建立了精... 为了研究阻尼器惯性质量对汽车馈能悬架系统减振性能及馈能特性的影响,优化电磁阻尼器选型,根据汽车悬架系统动力学方程推出阻尼器惯性质量表达,并引入惯性质量,以悬架系统车身加速度、悬架动行程和车轮动变形量作为系统输出,建立了精确化馈能悬架系统的状态空间模型,通过状态空间模型系统输出的频域传递特性分析了惯性质量等级对悬架系统主要性能的影响。仿真结果表明:随着阻尼器等效惯性质量的增大,悬架系统平均馈能功率降低;虽然低频段主要性能指标的幅频传递特性有小幅改善,但中频段传递特性恶化严重;过高的阻尼器等效惯性质量会引起悬架系统总体性能恶化。通过1/4悬架系统台架实验对仿真结果进行验证,结果表明:在相同激励条件下,电磁阻尼器惯性质量使馈能悬架系统平均能量回收功率产生最高44%的衰减;较高等级的惯性质量导致悬架系统关键性能指标传递特性在中频段产生不同程度的恶化,共振频率发生小幅前移,悬架系统总体性能变差。实验结果验证了仿真结果的正确性。 展开更多

关键词 汽车悬架 电磁阻尼器 惯性质量 馈能悬架 频域传递特性

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基于模糊综合评价法的馈能悬架结构方案评价 被引量：1

7

作者 刘健 过学迅 《交通科技与经济》 2011年第1期90-93,共4页

馈能型悬架是可以回收悬架之间振动能量的新型悬架，研究国内外几种馈能型悬架方案的结构和工作原理，运用模糊综合评价法对馈能型悬架的结构方案进行评价。结果表明液电馈能型悬架方案具有明显的优势，是最可行的馈能型悬架结构方案。

关键词 馈能悬架 结构方案 模糊综合评价 熵值法

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汽车馈能悬架技术研究综述 被引量：1

8

作者 刘慧军 陈双 +1 位作者 薛少科 金旭 《汽车实用技术》 2019年第16期60-61,82,共3页

传统悬架只能被动减振,已越来越不能满足车辆的高性能和高能效需求,主动悬架、馈能悬架技术逐渐成为研究热点。首先介绍馈能型悬架系统的研究现状,然后分析各类型馈能型悬架的优劣,最后探究了馈能悬架发展存在的技术难点,并指出后续馈... 传统悬架只能被动减振,已越来越不能满足车辆的高性能和高能效需求,主动悬架、馈能悬架技术逐渐成为研究热点。首先介绍馈能型悬架系统的研究现状,然后分析各类型馈能型悬架的优劣,最后探究了馈能悬架发展存在的技术难点,并指出后续馈能悬架技术发展的关键方向。 展开更多

关键词 馈能悬架 能量存储 控制

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汽车馈能悬架的结构选型与设计

9

作者 刘慧军 陈双 薛少科 《汽车实用技术》 2019年第17期155-157,共3页

馈能悬架是一种能够回收汽车垂直振动能量的新型悬架系统。介绍了现有几种不同的馈能悬架结构和馈能电机,进行了对比分析,结构选型,并对由滚珠丝杠机构结合馈能电机构成的馈能悬架进行设计研究。

关键词 馈能悬架 滚珠丝杠式 选型 设计

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电磁馈能悬架作动器设计 被引量：1

10

作者 邹一楠 《汽车实用技术》 2021年第3期48-50,共3页

为了实现电磁馈能悬架减振与能量回收的目的,将永磁直线电机作为悬架的作动器。以传统筒式减振器为试验对象,设计了一种圆筒型直线式作动器,对作动器各部分结构尺寸进行了设计,并对作动器进行了仿真分析。结果表明:设计的永磁直线作动... 为了实现电磁馈能悬架减振与能量回收的目的,将永磁直线电机作为悬架的作动器。以传统筒式减振器为试验对象,设计了一种圆筒型直线式作动器,对作动器各部分结构尺寸进行了设计,并对作动器进行了仿真分析。结果表明:设计的永磁直线作动器电磁力在均值为330N,磁场分布均匀,满足作动器设计要求。 展开更多

关键词 馈能悬架 直线电机 作动器 电磁力

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基于STM32单片机的馈能悬架控制系统设计

11

作者 吴昌军 朱建辉 于海涛 《电子设计工程》 2020年第24期158-164,共7页

悬架系统是汽车的重要组成部件,许多汽车工程师对馈能型悬架系统投入了研究。基于STM32单片机为核心,根据馈能悬架的性能的要求,设计了馈能悬架系统的总体框架结构、硬件电路以及软件程序方案,完成基于STM32微控制器的主控制电路、馈能... 悬架系统是汽车的重要组成部件,许多汽车工程师对馈能型悬架系统投入了研究。基于STM32单片机为核心,根据馈能悬架的性能的要求,设计了馈能悬架系统的总体框架结构、硬件电路以及软件程序方案,完成基于STM32微控制器的主控制电路、馈能电路及驱动电路等的设计。对馈能悬架进行PID控制,用Simulink软件建立仿真模型并仿真,分析其特性。可以发现,馈能悬架在随机道路输入下对悬架移动速度和车身位移的控制有显著改善,提升了车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。 展开更多

关键词 STM32 馈能悬架 直线电机 硬件设计

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单向丝杆-液电式馈能悬架的设计与分析

12

作者 万昳妤 钱宇晨 +2 位作者 李天赐 张子澄 李长玉 《汽车实用技术》 2022年第20期49-53,共5页

悬架作为汽车中最主要的结构之一,在汽车行驶过程中发挥着举足轻重的作用。悬架中因轮胎与路面作用与反作用产生的振动与冲击力通过悬架中的弹簧与弹性元件使机械能转化为空气中的热能。改善现有的馈能悬架,利用馈能悬架进行能量的收集... 悬架作为汽车中最主要的结构之一,在汽车行驶过程中发挥着举足轻重的作用。悬架中因轮胎与路面作用与反作用产生的振动与冲击力通过悬架中的弹簧与弹性元件使机械能转化为空气中的热能。改善现有的馈能悬架,利用馈能悬架进行能量的收集与使用能够在一定程度上提升汽车在资源方面的利用率与循环使用性能,是环保型汽车技术的新趋势。论文利用现存技术与悬架模型,应用相关设计学与建模软件,在原有结构的基础上,设计出新型液电式馈能悬架,指出现有馈能悬架普遍存在的缺点并进行改进,提出一种优化过的单向丝杆-液电式馈能悬架。这是一种创新性的馈能悬架,具有一定的实用性、经济性。 展开更多

关键词 单向丝杆 液电式 馈能悬架 能量回收 环保 优化设计

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高效馈能半主动悬架设计与性能分析 被引量：7

13

作者 杨和利 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期855-860,共6页

为改善齿轮齿条式馈能悬架的阻尼特性和馈能特性,在普通齿轮齿条式馈能悬架的基础上,采用钕铁硼永磁发电机、变速机构、换向机构和冲击保护装置,设计了高效馈能半主动悬架,并进行了仿真分析和试验研究.与普通齿轮齿条式馈能悬架相比,该... 为改善齿轮齿条式馈能悬架的阻尼特性和馈能特性,在普通齿轮齿条式馈能悬架的基础上,采用钕铁硼永磁发电机、变速机构、换向机构和冲击保护装置,设计了高效馈能半主动悬架,并进行了仿真分析和试验研究.与普通齿轮齿条式馈能悬架相比,该高效馈能半主动悬架发电机转子的转动惯量减小71%,体积减小约40%,节省励磁功率20～30 W,死区由-0.22～0.22 m/s减小到-0.04～0.04 m/s,阻尼特性和馈能特性得到改善,能量转换效率由20%左右提高到50%以上;与被动悬架相比,该高效馈能半主动悬架使汽车的轮胎动载荷、簧载质量的垂直加速度和悬架动挠度的最大值均下降20%以上. 展开更多

关键词 馈能悬架 设计 性能分析

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一种新型液-电馈能式悬架系统的设计与研究 被引量：4

14

作者 文桂林 周创辉 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期575-583,共9页

针对悬架振动能量回收问题,提出一种新型液-电馈能式悬架系统,阐述其结构和工作原理。基于馈能悬架的数学模型,分析其减振和馈能特性。通过样机试验验证了馈能悬架的可行性,并得到悬架的能量回收率约为42.3%。基于1/4车辆仿真模型,以50k... 针对悬架振动能量回收问题,提出一种新型液-电馈能式悬架系统,阐述其结构和工作原理。基于馈能悬架的数学模型,分析其减振和馈能特性。通过样机试验验证了馈能悬架的可行性,并得到悬架的能量回收率约为42.3%。基于1/4车辆仿真模型,以50km/h的车速和一段C级路面为输入,对馈能悬架和传统被动悬架进行了对比仿真。结果表明:馈能悬架可替代传统被动悬架用于车辆减振,在满足车辆行驶平顺性要求的同时,能有效回收悬架振动能量。 展开更多

关键词 汽车 馈能悬架 减振 能量回收

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基于PSSH电路的悬架系统馈能发电研究

15

作者 张晗 张海龙 马云 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2022年第3期21-29,62,共10页

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 synch... 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. 展开更多

关键词 馈能悬架 能量回收 直线电机 PSSH电路

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基于改进型天棚阻尼控制算法的馈能式半主动油气悬架系统 被引量：22

16

作者 周创辉 文桂林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第14期168-174,207,共8页

为了在改善车辆平顺性的同时获得较好的馈能效果,基于液-电馈能式油气悬架系统中液压马达排量对车身垂向加速度和馈能功率的影响,提出一种改进型天棚阻尼半主动控制算法。在馈能式油气悬架的1/4车辆模型中,以随机路面为激励信号,对被动... 为了在改善车辆平顺性的同时获得较好的馈能效果,基于液-电馈能式油气悬架系统中液压马达排量对车身垂向加速度和馈能功率的影响,提出一种改进型天棚阻尼半主动控制算法。在馈能式油气悬架的1/4车辆模型中,以随机路面为激励信号,对被动控制、传统天棚阻尼半主动控制和改进型天棚阻尼半主动控制三种控制方算法的进行了仿真对比。结果表明:与另外两种控制算法相比,改进型天棚阻尼半主动控制算法有效地兼顾了车辆的平顺性的和悬架的馈能功率。 展开更多

关键词 汽车工程 天棚阻尼 半主动悬架 馈能悬架

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电动汽车馈能式主动悬架在循环工况下的仿真研究 被引量：2

17

作者 任泽凯 廖卫杰 +1 位作者 李庆 王显智 《湖北汽车工业学院学报》 2017年第2期12-17,共6页

采用前向仿真和后向仿真相结合的思想,建立了基于循环工况的1/4馈能式主动悬架仿真系统。通过模糊PID控制器来控制电机的四象限运行,并考虑了电机、电池所造成的功率损,完成悬架主动力的输出以及能量的回收。选取了美国城市循环工况UDD... 采用前向仿真和后向仿真相结合的思想,建立了基于循环工况的1/4馈能式主动悬架仿真系统。通过模糊PID控制器来控制电机的四象限运行,并考虑了电机、电池所造成的功率损,完成悬架主动力的输出以及能量的回收。选取了美国城市循环工况UDDS进行馈能式主动悬架的平顺性与经济性的仿真分析。仿真结果表明:相比于传统被动悬架,基于模糊PID控制的馈能式主动悬架能较好地改善汽车行驶平顺性,其在UDDS工况下的车身垂直加速度均方根值改善了32.43%;相比于传统电磁式耗能主动悬架,馈能式主动悬架在该工况下的节能效果达到了24.88%。 展开更多

关键词 电动汽车仿真 馈能悬架 道路循环工况 模糊PID控制策略

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电动汽车振动能量回收悬架及其特性优化 被引量：19

18

作者 许广灿 徐俊 +2 位作者 李士盈 曹秉刚 惠越 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期90-95,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 振动能量回收 被动悬架 馈能悬架 振动实验台 电动汽车

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汽车能量回收系统研究概述 被引量：14

19

作者 苏玉青 李舜酩 王勇 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第2期6-11,16,共7页

在汽车节能化发展趋势下,能量回收系统研究受到广泛关注。汽车能量回收系统当前研究热点主要集中于再生制动能量回收、馈能悬架以及发动机废热能量回收三个方面。首先对这三类汽车能量回收系统的特点与发展现状进行详细回顾;然后指出各... 在汽车节能化发展趋势下,能量回收系统研究受到广泛关注。汽车能量回收系统当前研究热点主要集中于再生制动能量回收、馈能悬架以及发动机废热能量回收三个方面。首先对这三类汽车能量回收系统的特点与发展现状进行详细回顾;然后指出各能量回收系统的优势与待解决的关键问题;最后提出相应解决方案并对新的能量回收利用途径进行有益的探索,为今后学者的研究提供借鉴。 展开更多

关键词 汽车 能量回收 再生制动 馈能悬架 发动机废热

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