主動懸架系統能量回收調查研究

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主動懸架系統能量回收調查研究

為了分析主動懸架系統在不同控制算法下的能量消耗，搭建了1/4車輛模型，在簧上質量與簧下質量之間加入了用來產生控制力的電磁執行器模型。壓縮過程中，相對速度為負，執行器切入電機模式順時針旋轉，消耗電源能量；拉伸過程中，相對速度為正，執行器切入充電模式逆時針旋轉，給電源充電。

為了提高車身的穩定性，控制器輸出的控制力應能減小簧上、簧下質量之間的相對振動。控制算法包括PID、FA-PID（基于模糊理論的PID算法）和NA-PID（基于神經網絡的PID算法）。PID算法中，比例系數、積分系數和微分系數值經過調試后固定不變；FA-PID采用模糊控制規則修改PID參數，能夠在不同時間得到不同的參數值；NA-PID根據3個變量不同的學習率來調整對應的加權因子，得到實時的最優變量值。

用脈沖信號模擬地面凸塊輸入，對3種控制算法進行仿真分析。仿真結果表明：①在舒適性方面，NA-PID控制算法的超調量最小，持續時間最短，車身垂直方向位移最小，即NA-PID算法的舒適性最高，而FA-PID算法次之，PID算法最差；②能量的消耗值和回收值都是與簧上、簧下質量之間的相對速度成比例關系；③NA-PID控制算法能夠得到最小的相對速度負值和最大的相對速度正值，即該算法消耗能量最少，回收能量最多。比較而言，FAPID算法消耗能量最多，回收能量最少。PID算法控制效果在兩者之間。

R. Wang et al. Proceedings of the 19th International Conference on Automation& Computing, Brunel University,London, UK, 13-14 September 2013.

編譯：張為榮