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汽车电控技术在悬架系统中的应用分析.docx


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汽车电控技术在悬架系统中的应用分析
汽车电控技术在悬架系统中的应用分析
摘 要:悬架在保证汽车行驶平顺性和操作稳定性中起着决定性作用。在行驶条件较差的情况下,传统的汽车悬架无法提供良好的减振性能,针对这一情况,本文就电控悬架系的模拟信号转换为数字信号传送给控制单元E CU,控制单元ECU将传感器输入的电信号进行分析处理后输出控制信号给执行元件,执行元件的机械动作改变减振器的阻尼和弹簧的刚度,其工作原理如图3所示。
图3 电控悬架系统的基本工作原理框图
主动悬架系统的基本工作原理是:将传感器采集的反映悬架振动的信号传给控制器,控制器控制主动悬架的力发生器,产生控制力控制车身的振动,从而大大提高了车辆的平顺性等性能;半主动悬架系统的基本工作原理是:用可调弹簧或阻尼元件组成悬架,并根据悬架的振动响应等反馈信号,按照一定的调节规律调节车辆悬架系统的刚度或阻尼状态,提高车辆的行驶平顺性和安全性。
电控技术在悬架系统中的应用
汽车悬架系统已经进入到利用电子控制器进行控制的时代,运用较优的控制方法,得到高性能的减振效果,且使能好近可能的低是汽车悬架系统发展的主要方向。汽车悬架系统大多由传感器拾取车身绝对速度、车身对车轮的相对速度、车身的加速度等信号,经电子控制器处理并发出指令进行控制,由电液控制阀或步进电机等执行机构调解减振器的阻尼系数或控制力。由于悬架系统是很复杂的非线性动力系统,因此基于模型的线性反馈控制不适用。利用现代控制理论保证汽车行驶的平顺性和操纵稳定性的研究日益完
善。
最优控制
最优控制首先是确定一个明确的目标函数,然后通过一定的数学方法计算出使该函数取极值时的控制输入。一般情况下,目标函数的确定要靠经验,最优控制的解只有在极少数情况下才能得出解析解,有的可以通过计算机取得数值解,在汽车悬架系统上应用的最优控制较多,常用的有线性最优控制、最优预见控制等。在悬架系统较为理想的模型基础上,采用受控对象的状态相应与控制输入的加权二次型作为性能指标,同时保证受控结构在动态稳定条件下实现最优控制。
最优预见控制是利用汽车前轮的扰动信息预估路面的干扰输入,将测量的状态变量反馈给前后电子控制器以实施最优控制。由于这种电控技术可通过某种方法提前检测到前方路面的状态和变化,将使控制系统有足够的时间采取措施,因此可大大降低悬架系统的能耗,且改善悬架系统的控制性能根据预见信息的测量及利用方法的不同、可构成不同的预见控制系统,如对4轮全进行预见控制系统和利用前轮扰动信息对后轮进行预见控制系统。对4轮全进行预见控制系统是在汽车的前部设有特殊的预见传感器,以测试前方路况,然后将信息传给电子控制器,电子控制器将相应信号送至4个车轮中的每一个悬架执行机构,这种系统需要设置特殊的预见传感器。在利用前轮扰动信息对后轮进行预见控制系统中,在决定后轮的控制指令时,电子控制器不仅考虑当时后轮传感器得到的各种信息,而且也考虑当时的车速、前后轮间的跨距以及前轮各传感器所得到的信息。因此,在后轮的执行机构上,实行的是反馈加前向反馈的双作用控制。在该系统中无需设置特殊的预见传感器,只需改变控制软件,便可提高后轮的减振效果。
自适应控制
自适应控制是针对具有一定不确定性的系统而设计的。自适应控制方法可以自动检测系统的参数变化

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  • 时间2022-05-17