中文名 | 電控懸架系統(tǒng) | 核????心 | 電子控制單元 |
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基????礎(chǔ) | 控制懸架執(zhí)行機(jī)構(gòu) | 類(lèi)????別 | 科技 |
按傳力介質(zhì)的不同,電控懸架系統(tǒng)可分為氣壓式電控懸架和油壓式電控懸架兩種。
按控制理論不同,電控懸架系統(tǒng)可分為半主動(dòng)式、主動(dòng)式兩大類(lèi)。其中半主動(dòng)式又分為有級(jí)半主動(dòng)式(阻尼力有級(jí)可調(diào))和無(wú)級(jí)半主動(dòng)式(阻尼力連續(xù)可調(diào))兩種;主動(dòng)式懸架根據(jù)頻帶和能量消耗的不同,分為全主動(dòng)式(頻帶寬大于15Hz)和慢全主動(dòng)式(頻帶寬3~6Hz);而根據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和介質(zhì)的不同,可分為電磁閥驅(qū)動(dòng)的油氣主動(dòng)式懸架和由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣主動(dòng)式懸架。
無(wú)級(jí)半主動(dòng)懸架可以根據(jù)路面的行駛狀態(tài)和車(chē)身的響應(yīng)對(duì)懸架阻尼力進(jìn)行控制,并在幾毫秒內(nèi)由最小變化到最大,使車(chē)身的振動(dòng)響應(yīng)始終被控制在某個(gè)范圍內(nèi)。但在轉(zhuǎn)向、起步、制動(dòng)等工況時(shí)不能對(duì)阻尼力實(shí)施有效的控制。它比全主動(dòng)式懸架優(yōu)越的地方是不需要外加動(dòng)力源,消耗的能量很小,成本較低。
主動(dòng)式懸架是一種能供給和控制動(dòng)力源(油壓、空氣壓)的裝置。根據(jù)各種傳感器檢測(cè)到的汽車(chē)載荷、路面狀況、行駛速度、起動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等狀況的變化,自動(dòng)調(diào)整懸架的剛度、阻尼力以及車(chē)身高度等。它能顯著提高汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性,但是成本較高,能耗也較大。
雖然現(xiàn)代汽車(chē)電控懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和控制方法多種多樣,但它們的基本原理卻是相同的。
電子控制懸架系統(tǒng)由傳感器與開(kāi)關(guān)、控制單元、執(zhí)行元件等電子器件組成。傳感器和開(kāi)關(guān)將路面輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳送給控制單元ECU,控制單元ECU將傳感器輸入的電信號(hào)進(jìn)行分析處理后輸出控制信號(hào)給執(zhí)行元件,執(zhí)行元件的機(jī)械動(dòng)作改變減振器的阻尼系數(shù),調(diào)整彈簧的高度和剛度。
電控懸架系統(tǒng)能夠根據(jù)車(chē)身高度、車(chē)速、轉(zhuǎn)向角度及速率、制動(dòng)等信號(hào),由電子控制單元(ECU)控制懸架執(zhí)行機(jī)構(gòu),使懸架系統(tǒng)的剛度、減振器的阻尼力及車(chē)身高度等參數(shù)得以改變,從而使汽車(chē)具有良好的乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性以及通過(guò)性。電控懸架系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)就是它能使懸架隨不同的路況和行駛狀態(tài)做出不同的反應(yīng)。
電控空氣懸架系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)的功能有哪些
可以根據(jù)不同的路面條件、不同的載荷質(zhì)量、不同的行駛速度等,來(lái)控制懸架系統(tǒng)的剛度、調(diào)節(jié)減振器的阻尼力的大小、甚至可以調(diào)節(jié)車(chē)身高度,從而使車(chē)輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性在各種行駛條件下達(dá)到最佳的組合。在傳統(tǒng)...
你好,不同!樣子就相差很大
1、 簡(jiǎn)單的說(shuō),就是電子控制技術(shù)。2、 包括監(jiān)測(cè)顯示系統(tǒng)、制動(dòng)與控制系統(tǒng)、舒適與安全系統(tǒng)、行駛控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)控制。3、 汽車(chē)的電控系統(tǒng)包括:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力傳動(dòng)集中控制系統(tǒng).包括發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制...
電子控制懸架系統(tǒng)的基本目的是通過(guò)控制調(diào)節(jié)懸架的剛度和阻尼力,突破傳統(tǒng)被動(dòng)懸架的局限性,使汽車(chē)的懸架特性與道路狀況和行駛狀態(tài)相適應(yīng),從而保證汽車(chē)行駛的平順性和操縱的穩(wěn)定性要求都能得到滿(mǎn)足。其基本功能有:
無(wú)論車(chē)輛的負(fù)載多少,都可以保持汽車(chē)高度一定,車(chē)身保持水平,從而使前照燈光束方向保持不變;當(dāng)汽車(chē)在壞路面上行駛時(shí),可以使車(chē)高升高,防止車(chē)橋與路面相碰,提高通過(guò)性;當(dāng)汽車(chē)高速行駛時(shí),又可以使車(chē)高降低,以便減少空氣阻力,提高操縱穩(wěn)定性。
通過(guò)對(duì)減振器阻尼系數(shù)的調(diào)整,防止汽車(chē)急速起步或急加速時(shí)“后蹲”;防止緊急制動(dòng)時(shí)的“點(diǎn)頭”;防止汽車(chē)急轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)身橫向搖動(dòng);防止汽車(chē)換檔時(shí)車(chē)身縱向搖動(dòng)等,提高行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。
與減振器一樣在各種工況下,通過(guò)對(duì)彈簧彈性系數(shù)的調(diào)整,來(lái)改善汽車(chē)的乘坐舒適性與操縱穩(wěn)定性。
有些車(chē)型只具有其中的一個(gè)或兩個(gè)功能,而有些車(chē)型同時(shí)具有以上三個(gè)功能。
電控懸架主要包含執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制策略?xún)纱蟛糠?。由于?zhí)行機(jī)構(gòu)完全按照控制策略的要求來(lái)輸出主動(dòng)力,因此電控懸架設(shè)計(jì)的關(guān)鍵, 就是選取能夠?yàn)檐?chē)輛提供良好性能的控制策略。不同的控制策略,將會(huì)導(dǎo)致不同的懸架特性和減振效果。
20世紀(jì)60年代,線性最優(yōu)控制理論已被應(yīng)用于車(chē)輛懸架系統(tǒng)的研究中。線性二次型調(diào)節(jié)器控制理論(簡(jiǎn)稱(chēng) LQR)和線性二次高斯型控制理論(簡(jiǎn)稱(chēng)LQG)是主動(dòng)懸架設(shè)計(jì)人員常用的方法。理論上講, LQR和 LQG 主動(dòng)懸架大幅度地改善了車(chē)輛的性能,且具有較大的穩(wěn)定裕量。但主動(dòng)懸架對(duì)模型攝動(dòng)時(shí)基本不具備魯棒性,在激勵(lì)頻率大于60Hz時(shí),系統(tǒng)極易變得不穩(wěn)定。因此線性最優(yōu)控制具有以下不足之處:①采用線性最優(yōu)控制理論來(lái)設(shè)計(jì)主動(dòng)懸架時(shí),需要有一個(gè)明確的目標(biāo)函數(shù);②最優(yōu)控制理論很難處理好頻域內(nèi)的減振問(wèn)題,難以使車(chē)輛兼具良好的時(shí)域和頻域性能;③沒(méi)有考慮模型的不確定性,只是在平均意義上對(duì)隨機(jī)白噪聲擾動(dòng)進(jìn)行了抑制。因此當(dāng)模型存在攝動(dòng)時(shí), 線性最優(yōu)控制基本不具有魯棒性。
主動(dòng)懸架的預(yù)瞄控制能夠根據(jù)車(chē)輛目前的行駛狀態(tài)和未來(lái)干擾等因素來(lái)提前給出調(diào)節(jié)作用,使懸架系統(tǒng)最有效地抵消外部干擾所引起的振動(dòng)。預(yù)瞄控制的實(shí)現(xiàn)方法有兩類(lèi),一類(lèi)是將前輪懸架的狀態(tài)信息反饋給后輪懸架,另一類(lèi)是通過(guò)測(cè)量車(chē)輪前方道路來(lái)獲得實(shí)時(shí)的路況信息,并將此信息作為主動(dòng)懸架設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。預(yù)瞄控制的不足之處主要有:①預(yù)瞄控制是在假定懸架系統(tǒng)是線性時(shí)不變系統(tǒng)的情況下制定的,并沒(méi)有對(duì)車(chē)輛參數(shù)的時(shí)變性加以研究;②預(yù)瞄控制要求車(chē)輛裝備特制的預(yù)瞄傳感器,雖然在技術(shù)上是可行的,但考慮到實(shí)車(chē)的制造成本、車(chē)輛工作環(huán)境對(duì)傳感器使用壽命的影響等實(shí)際問(wèn)題,要將預(yù)瞄控制應(yīng)用于實(shí)際還有很多問(wèn)題有待解決。
自適應(yīng)控制是一種實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制器的方法,其研究對(duì)象是具有一定不確定性的系統(tǒng)。這里所謂的“不確定性”是指描述被控對(duì)象及其環(huán)境的數(shù)學(xué)模型不是完全確定的,其中包含一些未知因素和隨機(jī)因素。在懸架控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,自適應(yīng)控制能自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)的變化,并實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)控制策略,從而使系統(tǒng)具有良好的性能。目前,比較完善的自適應(yīng)理論有模型參考自適應(yīng)控制和自校正控制。前者可對(duì)控制器的參數(shù)進(jìn)行直接更新,而后者是采用參數(shù)估計(jì)的方式間接地對(duì)控制器進(jìn)行更新。但是自適應(yīng)控制僅適合于懸架參數(shù)在某一特定范圍內(nèi)緩慢變化的情況。當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)的變化超出特定的范圍時(shí), 系統(tǒng)的控制效果將會(huì)變差。
由人作為控制器的控制系統(tǒng)是典型的智能控制系統(tǒng),其中包含了人的高級(jí)智能活動(dòng)。模糊控制在一定程度上模仿了人的控制,其控制特點(diǎn)是:①不需要準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型;②將大量的控制經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)作為控制的主要依據(jù)。考慮到懸架系統(tǒng)本身的非線性和所處環(huán)境的復(fù)雜性等因素,懸架系統(tǒng)可采用模糊控制策略來(lái)獲得滿(mǎn)意的控制效果。然而模糊控制規(guī)則的完整性、模糊子集的定義、隸屬度函數(shù)的確定、模糊推理機(jī)制等因素都會(huì)對(duì)模糊控制器的性能產(chǎn)生影響,而這些因素大都依賴(lài)于專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)。而在很多情況下,專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)并不完備,有時(shí)是相互矛盾的,甚至根本沒(méi)有專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)可以利用,這大大增加了模糊控制器設(shè)計(jì)的難度。為了使模糊控制器具有良好的自適應(yīng)性和魯棒性,許多專(zhuān)家致力于模糊控制器自動(dòng)設(shè)計(jì)的研究。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)代生物學(xué)研究人腦組織所取得成果的基礎(chǔ)上,將大量簡(jiǎn)單的處理單元廣泛連結(jié)組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),可用來(lái)模擬人的直觀性思維模式。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)作為一個(gè)新興的領(lǐng)域,已經(jīng)引起了控制界的興趣,許多學(xué)者將其應(yīng)用在了主動(dòng)懸架控制中。學(xué)習(xí)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)重要內(nèi)容,它的適應(yīng)性是通過(guò)學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)的。然而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)速度較慢,不適合應(yīng)用在實(shí)時(shí)控制中;此外,如何獲取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本和改進(jìn)訓(xùn)練策略等問(wèn)題還有待于進(jìn)一步研究和解決。
在上述控制方法外,還有一些其它的方法,比如滑??刂?、免疫進(jìn)化控制等。無(wú)論采用何種控制方法,車(chē)輛的性能均有不同程度的改善。在研究和開(kāi)發(fā)中,結(jié)合實(shí)際車(chē)輛的工況,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單有效、實(shí)用的控制方法是車(chē)輛主動(dòng)懸架研究工作的主要目標(biāo)。
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評(píng)分: 4.8
為了設(shè)計(jì)一種以舒適性為導(dǎo)向的車(chē)輛懸架結(jié)構(gòu),基于無(wú)源系統(tǒng)理論和LMI線性矩陣不等式方法,設(shè)計(jì)了正實(shí)魯棒控制器,以車(chē)身加速度均方根值為乘坐舒適性指標(biāo),將求解懸架結(jié)構(gòu)的問(wèn)題歸結(jié)為求解正實(shí)魯棒控制器的問(wèn)題,利用遺傳算法結(jié)合LMI算法解BMI雙線性矩陣不等式求解該問(wèn)題,然后將得到的正實(shí)阻抗傳遞函數(shù)用彈簧、阻尼、慣容器(Inerter-Spring-Damper,ISD)物理實(shí)現(xiàn)出來(lái)。結(jié)果表明,與傳統(tǒng)被動(dòng)懸架相比,綜合出來(lái)的ISD懸架能夠顯著改善車(chē)輛的乘坐舒適性和行駛安全性。
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根據(jù)FSAE大賽規(guī)則,采用設(shè)定基準(zhǔn)目標(biāo)的方法確定整車(chē)的軸距、前后輪距、質(zhì)心位置等重要參數(shù),完成雙橫臂懸架主要參數(shù)、懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。利用CATIA對(duì)懸架各部分零件進(jìn)行三維建模和裝配,運(yùn)用ANSYA對(duì)前懸立柱、搖臂進(jìn)行強(qiáng)度校核。分析結(jié)果顯示:設(shè)計(jì)的零件滿(mǎn)足材料的強(qiáng)度要求。裝配完成后的賽車(chē)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明:設(shè)計(jì)出的雙橫臂懸架系統(tǒng)具有較好的平順性,設(shè)計(jì)方法合理,可為車(chē)輛懸架系統(tǒng)的理論計(jì)算和輕量化設(shè)計(jì)提供參考。