[發(fā)明專利]一種饋能式半主動懸架變阻尼系統(tǒng)與控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810777674.0
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN109130757B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐俊;蒲曉暉;李士盈;梅雪松
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G13/18;F03G7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種饋能式半主動懸架變阻尼系統(tǒng)，其特征在于，包括電磁阻尼作動器模塊，用于產(chǎn)生可根據(jù)路面狀況調(diào)節(jié)的電磁阻尼值；

PWM產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生占空比可調(diào)的PWM信號，驅(qū)動DC-DC電路；

阻尼控制電路模塊，用于調(diào)節(jié)阻尼作動器電磁阻尼值；

電磁阻尼作動器模塊包括外套筒(11)，內(nèi)套筒(12)，饋能電機(jī)(21)，滾珠絲杠(31)，絲杠螺母(32)，聯(lián)軸器(33)，控制回路以及控制器；其中，內(nèi)套筒(12)的一端套裝在外套筒(11)的一端內(nèi)，外套筒(11)的另一端與車身連接，內(nèi)套筒(12)的另一端與底盤連接，安裝在懸架系統(tǒng)中，饋能電機(jī)(21)安裝于外套筒(11)內(nèi)，外套筒(11)輸出軸與滾珠絲杠(31)通過聯(lián)軸器(33)連接，絲杠螺母(32)安裝于內(nèi)套筒(12)前端，控制電路輸入端正極與饋能電機(jī)(21)輸出端正極相連，饋能電機(jī)(21)輸入端負(fù)極與控制電路負(fù)極相連，控制器通過控制電路控制饋能電機(jī)(21)的啟停；

PWM產(chǎn)生模塊包括DSP微控制器，光耦驅(qū)動電路，以及光耦芯片；其中，DSP控制器PWM輸出引腳與光耦驅(qū)動電路輸入端相連，光耦驅(qū)動電路輸出端與光耦芯片信號端相連，光耦芯片VCC端與電源相連；

阻尼控制電路模塊包括整流橋B1，電容器C1、C2，電感L1，開關(guān)管M1，二極管D1，以及負(fù)載電池BAT1；其中，整流橋輸出端正負(fù)極與電容器C1相連，電感L1與電容器C2和電容器C1均并聯(lián)連接，開關(guān)管集電極與控制電路正極相連，開關(guān)管發(fā)射極與電感L1正極相連，開關(guān)管門極與PWM產(chǎn)生模塊光耦芯片輸出引腳相連，電池BAT1與電容器C2并聯(lián)；

工作時(shí)，PWM信號用于驅(qū)動阻尼控制電路模塊中的開關(guān)管M1，阻尼控制電路模塊輸出端所接電池電壓為u_o，設(shè)控制器所產(chǎn)生PWM波占空比值為D，則阻尼控制電路模塊輸入端電壓通過輸出的占空比值得到目標(biāo)電樞電壓，進(jìn)一步得到目標(biāo)電樞電流及目標(biāo)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，滾珠絲杠(31)及絲杠螺母(32)將電磁阻尼作動器模塊直線位移轉(zhuǎn)化為饋能電機(jī)(21)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使饋能電機(jī)(21)工作在發(fā)電機(jī)模式，完成能量的回收。

2.權(quán)利要求1所述的一種饋能式半主動懸架變阻尼系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采集饋能電機(jī)(21)轉(zhuǎn)速，計(jì)算參考電樞電流和轉(zhuǎn)矩；通過電機(jī)編碼器采集饋能電機(jī)(21)轉(zhuǎn)速，電機(jī)電動勢常數(shù)和轉(zhuǎn)矩常數(shù)分別為K_e和K_T，設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)速為ω，根據(jù)e_a＝K_eω計(jì)算電機(jī)電樞電壓，電機(jī)等效內(nèi)阻及外部負(fù)載等效電阻分別為r_a和R_L，進(jìn)一步計(jì)算出目標(biāo)電機(jī)電樞電流目標(biāo)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T_e＝K_Ti_a；

步驟2，采集饋能電機(jī)(21)實(shí)際電樞電流，計(jì)算其與參考電流之差；

步驟3，以該差值為控制器輸入進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，輸出一定占空比的PWM信號；

步驟4，以該P(yáng)WM信號驅(qū)動前述阻尼控制電路模塊開關(guān)管M1，使其輸入端電流逼近參考電流值，饋能電機(jī)(21)輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)給電池充電。