[发明专利]面向节能的汽车主动悬架系统的自供能控制方法

权利要求书

1.面向节能的汽车主动悬架系统的自供能控制方法，其特征在于，它包括下述步骤：

步骤一、根据主动悬架系统的性能指标要求，设计主动悬架系统的反馈控制器；

步骤二、基于电机所处状态和电源的充放电情况，将主动悬架系统中的电机分为3个工作区域，3个工作区域分别为：

区域一：电机处于电动机状态，消耗电能，电源耗电；区域二：电机处于发电机状态，产生电能，电源耗电；区域三：电机处于发电机状态，产生电能，电源充电；

步骤三、由自供能判别条件，判别主动悬架系统是否能够实现自供能，判别方法如下：

计算电源的平均能量消耗其表达式为

${\stackrel{\‾}{E}}_s=\frac{1}{\mathrm{\π}}{\∫}_0^{\mathrm{\∞}}{e}_s\left(\mathrm{\ω}\right)G_0\left(\mathrm{\ω}\right)d\mathrm{\ω}---\left(1\right)$

式中，G₀(ω)是路面输入的功率谱密度函数，e_s(ω)为功率传递函数，e_s(ω)的表达式为：

e_s(ω)＝R|G_i(jω)|²+k_i|G_v(jω)||G_i(jω)|cos(φ_v(ω)-φ_i(ω)) (2)

其中，G_i(jω)为电枢电流i的频率特性；G_v(jω)为悬架相对运动速度v的频率特性；φ_i(ω)为G_i(jω)对应的相角；φ_v(ω)为G_v(jω)对应的相角，k_i为电磁力参数；

当G₀(ω)＝1时，即路面输入是强度为1的白噪声，式(1)可化为

${\stackrel{\‾}{E}}_s=\frac{1}{\mathrm{\π}}{\∫}_0^{\mathrm{\∞}}{e}_s\left(\mathrm{\ω}\right)d\mathrm{\ω}---\left(3\right)$

若则主动悬架系统能够实现自供能，执行步骤四；若则主动悬架系统无法能够实现自供能，执行步骤一；

步骤四、计算模式变量γ，通过γ值判断出电机的工作区域和悬架所处的工作模式，其过程如下：

定义γ为电机工作区域的模式变量，

$\mathrm{\γ}=\frac{R}{k_i}\·\frac{i}{v}(v\≠0)---\left(4\right)$

式中，i为电枢电流，v为悬架的相对运动速度，R为电机电阻；k_i为电磁力参数；

电枢电流i在理想条件下为期望电流i^*，此时，

所述工作模式分为驾驶模式、制动模式和馈能模式；

当γ≥0时，电机的工作区域为区域一，主动悬架系统处于驾驶模式；

当γ≤-1时，电机的工作区域为区域二，主动悬架系统处于制动模式；

当-1<γ<0时，电机的工作区域为区域三，主动悬架系统处于馈能模式；

步骤五、根据步骤四判断出的悬架工作模式，为每一种悬架工作模式设计对应的工作电路，根据每种悬架工作模式下电机回路中可变电阻R_var与期望电流i^*之间的关系，切换相应的工作电路完成悬架工作模式之间的切换和电流流动方向的改变，从而实现自供能控制。