半主动悬架的EHA伺服控制器技术研究

摘要

汽车是人们日常生活中的重要交通工具，悬架则是现代汽车的关键部件之一。半主动悬架具有能耗低、结构简单等优点，越来越受到广泛的关注。目前对悬架的研究主要集中在传感器技术、控制策略和执行机构等技术上。本文提出了一种新型半主动悬架结构，并对该半主动悬架的控制器、控制策略等问题进行了研究。 本文首先系统地分析了国内外汽车悬架技术发展，特别是半主动悬架的研究现状和存在的问题，详细阐述了该新型半主动悬架的基本结构和工作原理。在此基础上，建立了汽车半主动悬架的数学模型；分析了无刷直流电机(BLDCM)的工作原理，并建立起了其数学模型。 其次，本文设计了基于电液作动器EHA的能量再生半主动悬架的控制器的硬件电路。控制芯片选用dsPIC30F6010，从而使硬件及软件设计较为简单。同时，详述了控制器的驱动电路及功率变换电路的设计。 再次，本文不仅完成了控制器硬件电路的设计，而且完成了软件部分的设计：对半主动悬架的各种控制策略进行了研究，实现了半主动悬架的天棚控制及PID控制。本文还对国内外半主动悬架的能量回馈策略做了大量的研究，提出一种新的能量回馈方案。 最后，在上述对半主动悬架设计工作的基础上，试制了半主动悬架物理样机及振动试验台。通过对半主动悬架EHA伺服控制器的试验结果分析和半主动悬架PID控制策略的试验结果分析，验证了该控制器以及半主动悬架的可行性。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1研究背景及选题意义

1.2悬架的分类及国内外发展现状

1.2.1悬架的分类

1.2.2悬架的发展及国内外情况

1.3半主动悬架研究的主要问题

1.4本文研究的半主动悬架的工作原理

1.5本文的主要工作

第二章半主动悬架系统的构成与特点

2.1半主动悬架力学模型的建立

2.2半主动悬架的实现方式

2.3基于EHA的能量再生半主动悬架特点及构成

2.3.1基于EHA的能量再生半主动悬架特点

2.3.2基于EHA可能量再生的半主动悬架构成

2.4 BLDCM的组成及基本工作原理

2.4.1 BLDCM的组成

2.4.2 BLDCM的工作原理

2.5 BLDCM数学模型的建立

2.6本章小结

第三章控制器的硬件电路设计及分析

3.1开关电源的设计

3.1.1 UC3842的性能及内部结构

3.1.2三端稳压器

3.1.3开关电源的工作原理

3.2控制电路的设计

3.2.1控制电路的作用及种类

3.2.2控制电路的芯片选择和外围电路设计

3.3驱动电路的设计

3.3.1驱动电路的作用及分类

3.3.2集成驱动电路的选择与设计

3.4功率变换电路的设计

3.4.1功率开关管的选择

3.4.2功率变换电路的详细设计

3.5传感器选择及放大电路设计

3.5.1位移传感器的选择及应用

3.5.2放大电路的设计

3.6本章小结

第四章控制系统软件设计及控制策略

4.1 BLDCM的控制策略

4.1.1PWM控制策略的确定

4.1.2 PWM控制的原理及分类

4.1.3双极性PWM驱动的原理及实现

4.2控制器软件设计

4.2.1控制器软件实施

4.3 EHA半主动悬架控制策略的确定

4.3.1半主动悬架的主要控制策略

4.3.2天棚控制及实现

4.3.3 PID控制及实现

4.4 EHA半主动悬架的能量回馈的策略

4.5本章小结

第五章系统调试及实验结果

5.1半主动悬架实验系统的主要构成

5.1.1实验振动台的构成

5.1.2半主动悬架样机的构成

5.2半主动悬架样机的实验结果

5.2.1半主动悬架EHA伺服控制器的实验结果

5.2.2半主动悬架的实验结果

5.3本章小结

第六章总结及展望

6.1全文总结

6.2存在的问题及展望

参考文献

硕士研究生阶段发表的学术论文

致谢