[发明专利]一种车辆悬架用馈电型电磁阻尼减振控制方法

摘要

本发明公开一种车辆悬架用馈电型电磁阻尼减振控制方法，该方法适用于由圆筒型容错永磁直线电机、电机控制器、速度传感器、蓄电池构成的电磁阻尼减振装置。电机控制器根据速度传感器的信号计算出圆筒型容错永磁直线电机动子的速度、加速度，根据初始加速度绝对值实时计算基于加速度绝对值的变参数PI的比例系数K_p、积分系数K_i，采用速度闭环的矢量控制策略控制圆筒型容错永磁直线电机运行，实现了电磁减振功能，回收了振动能量，且能根据实际情况及时调整电磁阻尼系数，提高了悬架的减振性能以及“人-车”系统的平顺性，节约了能源。

主权项

1.一种车辆悬架用馈电型电磁阻尼减振控制方法，其特征在于通过控制圆筒型容错永磁直线电机的速度为零实现，速度环采用基于加速度绝对值的变参数PI控制方法，其特征在于步骤包括：1）电机控制器根据速度传感器的信号计算出圆筒型容错永磁直线电机动子运行速度v，根据速度信号v计算出圆筒型容错永磁直线电机动子的加速度a=(v₁-v₂)/t，时间t是每次速度采样的时间间隔；2）设圆筒型容错永磁直线电机动子的一个最小加速度绝对值c₀=0.3m/s²，监测到的瞬时加速度绝对值c_x，x为正整数，当c_x不大于c₀时，则以a_x=c₀为初始加速度绝对值，否则以a_x=c_x为初始加速度绝对值；当c_x不大于c_x+1时，则以a_x=c_x+1为初始加速度绝对值，否则初始加速度绝对值a_x保持不变直到c_x+n-1小于c_x+n时a_x=c_x+n，当在x和x+n之间一旦出现加速度绝对值不大于c₀，则立即a_x=c₀；3）确定速度的绝对值b，当圆筒型容错永磁直线电机在外力作用下运动，且使用三相PWM整流拓扑结构的电机控制器整流出的最大直流母线电压不小于蓄电池电压时的圆筒型容错永磁直线电机动子的速度绝对值设为b；4）确定加速度a₁、a₂，PI比例系数K_p1、K_p2，PI积分系数K_i1、K_i2：当无控制时悬架振动幅值为0.5cm，设该情况下圆筒型容错永磁直线电机动子的初始加速度为a₁，使用电磁阻尼控制方法后，通过实验调试PI参数使悬架阻尼系数为0.3，设此时的PI参数为K_p1、K_i1；当无控制时悬架振动幅值为6cm，设该情况下圆筒型容错永磁直线电机动子的初始加速度为a₂，使用电磁阻尼控制方法后，通过实验调试PI参数使悬架阻尼系数为2.0，设此时的PI参数为K_p2、K_i2；5）确定基于加速度绝对值的变参数PI的比例和积分参数：由步骤4）在两种极端情况下通过实验获得PI的K_p1、K_i1、K_p2、K_i2，使用线性拟合方法求得在这两种情况之间的任一种情况下的PI参数作为基于加速度绝对值的变参数PI的比例和积分参数，即：根据步骤2）得到的初始加速度绝对值a_x按照如下公式在每个PI控制周期给定K_p、K_iKpx=Kp2-Kp1a2-a1(ax-a1)+Kp1]]>Kix=Ki2-Ki1a2-a1(ax-a1)+Ki1;]]>6）基于加速度绝对值的变参数PI工作原理：当圆筒型容错永磁直线电机动子的速度绝对值小于b时，认为圆筒型容错永磁直线电机动子没有运动，置标志flag=0，基于加速度绝对值的变参数PI不启动；否则置标志flag=1，基于加速度绝对值的变参数PI启动工作，使圆筒型容错永磁直线电机动子速度为零，当速度v=0时，基于加速度绝对值的变参数PI输出置零，且基于加速度绝对值的变参数PI内相关中间变量清零，所述的基于加速度绝对值的变参数PI内相关中间变量包括积分器、加法器、减法器；7）基于加速度绝对值的变参数PI启动后，电机控制器根据基于加速度绝对值的变参数PI输出电磁阻尼力的电流指令信号采用矢量控制策略控制圆筒型容错永磁直线电机运行，提供所需的电磁阻尼力的动静态特性。