EHA汽车主动悬架试验台虚拟样机模型研究.pdfVIP

维普资讯 振 动 与 冲 击 第 27卷第 8期 JOURNALOFVIBRAT10NAND SH0CK EHA汽车主动悬架试验台虚拟样机模型研究 赵 研， 方宗德， 寇发荣， 张国胜 (西北工业大学 机电学院，西安 710072) 摘 要 ：提出了一种基于EHA的汽车主动悬架，建立了测试该悬架性能试验台的物理样机。在该物理样机的基 础上 ，采用功率键合图方法和ANSYS—ADAMS—SIMULINK软件，建立了主动悬架试验台的复杂的机、电、液压、控制等多领 域的虚拟样机。基于虚拟样机的仿真结果与基于物理样机的试验结果的对比表明：簧载质量的位移及加速度均方根值误 差百分比均在 8％以内，达到了工程上的要求。同时，加入PID控制后 ，簧载质量的位移和加速度都减小了30％左右。验 证了所建立 的机 电液一体化系统虚拟样机模型的准确性 。 关键词：EHA；主动悬架；虚拟样机；协同仿真；试验 中图分类号：TP391．9 文献标识码：A 主动悬架控制技术是通过将各种反馈信息输人到 要包括弹簧和阻尼力可变的阻尼器两大部分，其 中阻 控制器，由控制器产生指令使作动器产生控制力，实现 尼器由液压缸、液压泵、控制器、直流 电机组成的。具 悬架刚度和阻尼值的可调，保证汽车行驶时的乘坐舒 体连接关系：平行安装的液压缸和弹簧分别与车架和 适性和行驶安全性。 目前的主动悬架研究主要集 中在 车桥垂直相连，液压缸再与液压泵通过液压管路连接 ， 两个方面：一是控制策略，已经应用的控制策略包括模 液压泵后通过联轴器联接一个直流电机 ，直流电机连 糊和神经网络控制… 、自适应控制L2]、鲁棒控制E33等； 接一蓄电池，在 电机和蓄电池之间安装控制器。EHA 另一个是作动器 ，主要实现结构包括油气悬架 J、电磁 系统 的功能如下 ： 悬架 、气动肌肉 。等。 1)主动悬架 直流电机作电动机使用，液压马达 电液作动器 (Electro—HydrostaticActuator，EHA)是 做液压泵用。电源 由外部的蓄电池提供。控制器根据 一 种随着液压技术、计算机控制技术和电力电子技术 传感器的数据来控制电机 电压，电压的变化转换为电 的发展而出现的新型电液作动系统，这种系统是将 电 机转速和转矩 的变化，带动液压泵转动，在液压缸中产 机、液压泵、油箱、控制器等集成化、小型化，这种集成 生需要 的阻尼力 ，达到了主动悬架的 目的。 一 体化使电液作动系统具有体积小、质量轻、效率高等 2)能量再生功能 车架振动带动液压缸活塞往 优点，并克服了传统液压系统固有的一些缺点，这种技 复运动，使压力油流过液压马达 ，带动液压马达及同轴 术将电机控制的灵活性和液压大出力集为一体，是 国 连接的直流电机转动，此时电机执行发电机功能将机 际液压技术的一项重大科技成果 。 械能转化为电能 回收于蓄电池 ，实现能量再生功能。 本文在借鉴 目前航空先进功率电传技术EHA的基 当控制器检测到电机转动就说 明车身有振动 ，通过控 础上，提出了基于EHA的可能量再生车辆主动悬架的设 制无刷电机的发 电力矩就可控制液压缸的阻尼力，从 计方案。文章以主动悬架试验台物理样机为基础 ，建立 而实现预定阻尼曲线，获得较理想的乘坐平顺性．完成 了其完整的虚拟样机模型，研究了其动态性能。仿真结 半主动悬架任务。 果和试验结果都表明了该主动悬架对振动性能有很大的 改善。仿真结果和试验结果的对比验证了建立的机电液 一 体化系统虚拟样机模型的准确性，为完善对基于EHA 的主动悬架系统的评