[发明专利]一种馈能式混合电磁主动悬架复合控制器的构造方法

说明书

本发明公开汽车底盘控制领域一种馈能式混合电磁主动悬架复合控制器的构造方法，由交流直线电机、速度测量模块、电流测量模块、阻尼力动态分配模块以及悬架系统作为整体构成混合电磁主动悬架系统，由电流解耦控制模块、磁场定向控制模块、电压坐标变换模块、PWM变换模块、逆变器模块以及电流坐标变换模块依次串联作为一个整体构成复合逆变器模块，由离散终端滑模控制器、参数抗扰动控制器、自调整控制器以及动态反馈补偿模块构成速度控制器，由速度给定模块、速度控制器、复合逆变器模块、混合电磁主动悬架系统依次串联构成复合控制器，能对误差进行更加快速准确的跟踪，对参数进行改进与调整，有效改善悬架系统和电机的瞬态响应特性。

技术领域

本发明属于汽车底盘控制领域，是汽车悬架的控制系统，尤其适用于馈能式主动电磁悬架的复合控制。

背景技术

悬架系统是汽车组成的重要部分，具有减少路面激励引起的振动、承载车身、传递扭矩等功能。传统的半主动悬架系统主要由阻尼减振器作为悬架执行器，当汽车行驶在不同的路况时，需要调节减振器的阻尼系数才能实现输出最优阻尼力，在完成悬架系统的设计后该执行器得到的振动特性不会发生变化，从而限制了汽车悬架性能的提升。而主动悬架可根据汽车的运动状态、路面状况以及载荷等参数的变化，对悬架的刚度和阻尼进行动态地自适应调节，使悬架系统始终处于最佳减振状态。随着控制器以及电动汽车技术的不断发展，将直线电机代替了阻尼减震器，通过控制电流的大小实现输出最优阻尼力，此悬架系统属于主动悬架系统，通过主动控制可以明显改善汽车行驶的平顺性和稳定性，同时可以直接移植到电动汽车上，为推动电动汽车技术的发展提供基础。

馈能型悬架系统可以将汽车行驶时由于路面不平度引起悬架的振动能量加以回收、储存和利用，以减少减振器损耗，实现节能的目的，为发展和提高汽车能源的有效利用提供了新的发展方式。目前馈能型悬架系统能量回收方法主要有压电式、电磁式、液压式和复合式等多种方式。其中电磁式馈能悬架由于具有结构简单、振动响应快、回收能量效率高等优点被广泛采用。电磁半主动悬架不需要外部电源提供能量，根据电磁感应定律可提供电磁阻尼力起到减振作用，但是受限于电机内部参数不能过大，所以输出的作动力只能在一定范围内；电磁式主动悬架提供的可控力范围广，对悬架控制效果优越，但外部控制电路相对复杂，而且需要外部电源对系统供电，能量消耗过大。因此，在对电磁式主动悬架的常规控制方法中，对于电磁悬架不同状态的混合控制是很重要的。在中国专利申请号为201910025327.7、名称为“汽车主动悬架电磁作动器抗饱和复合控制器及构造方法”的文献中，仅对电磁悬架在突变负载的状况下进行优化控制，并未涉及到电磁悬架多状态的混合控制，控制效果仍然不精确。

发明内容

本发明的目的是针对目前电磁式馈能悬架多状态下控制不精确的缺陷，提出一种使电磁式馈能悬架在多状态下达到精准混合控制的复合控制器的构造方法，同时提出一种阻尼力分配策略，在主动悬架系统进行模式切换时优先和充分使用电磁力，在提高车辆稳定性、平顺性和馈能性的同时，提高对回收能量利用的效率。

本发明采用的技术方案是包括以下步骤：

步骤A：由交流直线电机、速度测量模块、电流测量模块、阻尼力动态分配模块以及悬架系统作为整体构成混合电磁主动悬架系统，混合电磁主动悬架系统以三相电流i_a,i_b,i_c为输入，以运行速度v和悬架垂向位移x为输出；速度测量模块获取交流直线电机的运行速度v，电流测量模块获取到交流直线电机的dq轴电流i_d，i_q，阻尼力动态分配模块以三相电流i_a,i_b,i_c、运行速度v以及dq轴电流i_d，i_q为输入，输出驱动力∑F驱动悬架系统，驱动悬架系统输出悬架垂向位移x；