[发明专利]汽车磁流变半主动悬架系统及实时最佳电流的控制算法

摘要

本发明涉及汽车磁流变半主动悬架系统及实时最佳电流的控制算法，属于减振器技术领域，其特征在于：首先根据所测得的当前电流，对磁流变减振器及半主动悬架系统的阻尼特性进行仿真，并根据行驶速度和车身振动加速度，对车辆当前行驶路况进行辨识；然后，根据当前行驶路况和速度及悬架参数，确定半主动悬架系统的实时最佳阻尼比及磁流变减振器的最佳库伦阻尼力；随后，根据库伦阻尼力与结构参数、磁流变液体特性参数、电磁线圈匝数及电流之间关系，对在当前行驶工况下的汽车磁流变半主动悬架的实时最佳控制电流进行计算。该发明可提高磁流变半主动悬架系统的设计水平和性能，降低设计及试验费用，提高汽车行驶平顺性和安全性。

主权项

1.汽车磁流变半主动悬架系统及实时最佳电流的控制算法，其具体计算步骤如下：（1）汽车半主动悬架系统的当前阻尼系数及阻尼比ξ’的实时仿真计算：根据磁流变减振器活塞缸筒的直径D_H，活塞与缸筒之间的环形间隙h，活塞长度L，活塞杆直径d_g，磁流变液体的磁致剪切应力系数，磁致剪切应力的磁场强度指数，电磁线圈的匝数N，半主动悬架系统所检测得到车身上下运动速度u₂、车轮上下运动速度u₁、当前磁流变减振器的相对运动速度V_p=(u₂ -u₁)及电磁线圈电流，对磁流变减振器的当前阻尼系数进行仿真计算，即：；根据车辆悬架的簧上质量m₂，悬架刚度k₂，减振器安装角度和悬架杠杆比i，及仿真计算所得到的磁流变减振器的当前阻尼系数，确定汽车磁流变半主动悬架系统的当前阻尼比，即：；（2）汽车当前行驶路况的辨识：根据车辆悬架的簧上质量m₂、簧下质量m₁和质量比r_m= m₂/m₁，悬架刚度k₂、轮胎刚度k_t和刚度比r_k=k_t/ k₂，悬架系统固有频率f₀=，所测得的车辆行驶速度v、车身振动加速度，及步骤（1）中的悬架系统当前阻尼比，对车辆当前行驶路况进行辨识，即：;式中，n₀为路面参考空间频率，n₀=0.1m^-1；（3）确定当前行驶工况下的汽车半主动悬架系统的最佳阻尼比ξ_o：根据车辆悬架系统的质量比r_m、刚度比r_k、悬架动挠度限位行程[f_d]和所测得的车辆行驶速度v，及步骤（2）中的汽车当前行驶路况，确定在当前行驶工况下的汽车磁流变半主动悬架系统的最佳阻尼比ξ_o，即：；（4）确定当前行驶工况下的半主动悬架磁流变减振器的最佳阻尼系数C_d及阻尼力F：根据悬架杠杆比i和减振器安装角度θ，及步骤（3）中的最佳阻尼比ξ_o，确定在当前行驶工况下的半主动悬架磁流变减振器的最佳阻尼系数C_d，即：；    根据磁流变减振器的最佳阻尼系数C_d，所测得的车身和车轮的上下运动速度u₂和u₁及减振器活塞的相对运动速度V_p=(u₂-u₁)，确定在当前行驶工况下的半主动悬架磁流变减振器的最佳阻尼力F为：；（5）确定半主动悬架磁流变减振器所需要的最佳库仑阻尼力F_i；根据磁流变减振器活塞缸筒的直径D_H，活塞与缸筒之间的环形间隙h，活塞长度L，活塞杆直径d_g，磁流变液体的粘度，磁流变减振器活塞的相对运动速度V_p，及步骤（4）中的最佳阻尼力F，确定在当前行驶工况下的磁流变减振器所需要的最佳库仑阻尼力F_i，即：；（6）当前行驶工况下的汽车磁流变半主动悬架系统的实时最佳电流I控制量的计算：根据磁流变减振器活塞缸筒的直径D_H，活塞与缸筒之间的环形间隙h，活塞长度L，活塞杆直径d_g，电磁线圈的匝数N，磁流变液体的磁致剪切应力系数，磁致剪切应力的磁场强度指数，及步骤（5）中的最佳库仑阻尼力F_i，对当前行驶工况下的汽车磁流变半主动悬架系统的实时最佳电流I控制量进行计算，即：。