[发明专利]一种储能式半车浮动装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种储能式半车浮动装置及其控制方法，所述储能式半车浮动装置，包括激励油缸、托盘、平衡气缸及储气罐；所述的激励油缸和平衡气缸竖直设置，激励油缸和平衡气缸的上端分别固定安装与托盘，两托盘平行设置；平衡气缸通过进气管与储气罐连接，进气管上设有进气阀；平衡气缸设有排气管，排气管上设有排气阀。本发明利用气体的可压缩性，预先充入足够的压缩气体，根据激励信号，考虑时滞效应，提前预估控制进、排气阀的开闭，从而控制浮动侧的高度位置，有效解决了半车振动激励时另一半的实时浮动的技术难题，具有结构简单，功耗低的优点。

技术领域

本发明涉及车辆振动测试实验装置技术领域，具体是涉及一种储能式半车浮动装置及其控制方法。

背景技术

车辆悬挂减振系统是决定车辆性能的关键，车辆振动实验台就是研究车辆悬挂减振性能的重要设备，为了获得车辆准确的减振性能特性，国内外都积极开展车辆减振测试方法、测试平台的研究工作。为了保证激振器的激振性能，往往需要配备很大的液压动力装置，特别是对于一些特殊的重型车辆，其激振器所需要的动力更大。

在现有的车辆振动测试实验台上，基本都是采用整车激励的方式，而在车辆的悬挂减振系统研究中，经常会用到半车模型进行研究，通过半车理论模型可以很好的将整车模型等效简化为半车模型，从而提高理论计算效率。为了使实际测试对象与理论计算模型更加吻合，需要建立相应的半车振动测试实验台。相对整车实验而言，半车实验一方面可以节省成本，也能使测试对象与理论模型相对应。

在半车振动实验中，如何对整车实现半车的激励及动力学模拟是其中的关键和难题所在，半车浮动装置就是保正整车半车悬挂性能试验成功开展迫切需要解决的关键技术。

发明内容

为了实解决上述技术问题，本发明提供了一种结构简单，操作方便、节省成本，且能使测试对象与理论模型相对应的储能式半车浮动装置及其控制方法。

本发明采用的技术方案是：

一种储能式半车浮动装置，包括激励油缸、托盘、平衡气缸及储气罐；所述的激励油缸和平衡气缸竖直设置，激励油缸和平衡气缸的上端分别固定安装有托盘，两托盘平行设置；平衡气缸通过进气管与储气罐连接，进气管上设有进气阀；平衡气缸设有排气管，排气管上设有排气阀。

上述的储能式半车浮动装置中，还包括机架，机架截面呈U形，机架两相对的内侧壁上设有竖直设置的滑槽，两托盘相背的侧面上设有滑块，滑块置于机架上相对应的滑槽内。

一种上述的储能式半车浮动装置的控制方法，包括如下步骤：

1)对激励油缸的激励时域信号行进数据处理；

2)获取车体高度位置的预测值，并计算半车浮动的时滞；

3)控制进气阀、排气阀的开闭，从而控制浮动侧车体的高度位置。

上述的储能式半车浮动装置的控制方法中，步骤1)中采用中值滤波的方法对激励油缸的激励信号进行平滑处理。

上述的储能式半车浮动装置的控制方法中，步骤2)中采用多体动力学方法对车体的高度位置进行预测，并计算半车浮动的时滞；具体操作如下：

a)将储能式半车浮动装置视为“弹簧—质量—阻尼”系统，建立“车轮—悬挂(减振)系统—车身”动力学模型，并建立其微分方程：