改善车辆动力学的主动电磁悬架系统

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1、改善车辆动力学的主动电磁悬架系统巴特LJ盖森，会员，IEEE，约翰内斯庞乃德，会员，IEEELG扬森吉荣，会员，IEEE和ElenaA.Lomonova，IEEE摘要：本文提供了一个电磁主动悬架系统，同时提供额外的稳定性和机动性，执行积极的侧倾和俯仰控制，在转弯和刹车，以及消除道路违规行为，从而增加车辆和乘客的安全和舒适的驱动动机。各种技术的比较与建议电磁感应悬挂系统，采用管状永磁驱动器与被动弹簧（TPMA）。电磁感应悬挂系统的设计多种规格是在道路上测量和文献的结果的基础上获得的。测量道路的被动悬架系

2、统的运动转载由上一季度的提供动态电磁感应悬挂系统能力的电磁驱动复制而来。关键字：主动悬架，永磁（PM），管状驱动器1.引言使用先进的机电和电子系统能够提高车辆的动力性能，例如，防抱死制动系统，电子制动力分布系统，电子稳定程序等等。这些系统提高了车辆的处理和乘客的安全，因为这成为一个日益上升为汽车行业的需求，尤其是当汽车往质量更小的趋势发展（例如SMART），并纳入更高的重力中心（例如越野车）和更少的行驶里程。例如，根据交通运输研究委员会[1]报道，51％的严重车祸造成侧翻。在汽车行业的另一个趋势是“更

3、多的电动车，”例如，丰田Prius。这些混合动力汽车结合了电动机的效率和内燃机的优点。由于全球石油价格的增长和环境可持续性的重要性，“全电动车”也受到关注。最近，一家荷兰能源公司（埃森特），连同欧洲电动车[2]，已经推出了商用的电动车。这些车有一个完全不同的重量分配，因为内燃机是由一个电动马达和重量为400公斤左右的电池组更换而来。因此，最佳的电气传动效率是在完全纳入在车轮时达到的[3]、[4]。然而，结果是在增加车辆的簧下质量是不利于乘客的舒适性和操控方面的。这些趋势清楚地表明对车辆主动悬架的研发已

4、经迫在眉睫。这些系统允许在更大的悬挂衔接驾驶偏航低的情况下（驾驶比较直）下时，吸收道路不平带来的颠簸，并在拐弯的时候有一个更严格的响应，从而提高车辆动力学驱动的汽车时。为了理想悬架能满足汽车方便驾驶、乘坐舒适性和安全性方面的考虑，各种商业技术被用来改善或取代传统的被动悬架系统。例如图1（A）。本文讨论了主动电磁感应悬挂系统，同时纳入装有机械弹簧型的永磁无刷驱动器（TPMA）[5]-[7]，如图所示图1【b】。这种拓扑结构已被选定以来的管状结构，具有高效率和良好的伺服特性。此外，机械弹簧支持簧载质量，因

5、此，没有连续输出功率是必要的。该系统的主要优点是它允许同时提供消除道路障碍和主动旋转和音高控制。在第二节中，将对理想的悬架与乘客舒适度方面进行讨论。第三节在与电磁感应悬挂系统的比较后给出了主动悬架的概述。基于第一季度的汽车模型，第四节讨论改变悬挂质量和非悬挂质量所带来的影响。在第五节中，目前的被动悬架系统将会在有路与无路的环境中进行各种测量，从而得出关于力、做功和振动方面的特性，这些特性将会为主动悬架系统服务。在第六节中，电磁驱动将会在一个季度汽车测试安装中进行测试，这个测试模拟道路测量，并得出相关结

6、论。最后，2009年1月19日修订，2009年7月17日，5月18日，2009年和2009年10月9日。首次公布了2009年12月18日，当前版本是2010年3月19日公布的。这项工作是由SKF的支持。本文检讨教授J.户珥的协调。作者是埃因霍温科技大学电机工程系，5600荷兰埃因霍温。本文中的数字，一个或更多的颜色版本都可以在线找到，网址是http://ieeexplore.ieee.org。数字对象标识符10.1109/TVT.2009.20387062.理想的悬架理想的汽车悬架独立会迅速吸收路面的

7、冲击，并会慢慢恢复到正常位置，同时保持轮胎与道路最佳的接触位置。然而，被动实现却是很困难的，尤其是在软的弹簧允许太多的运动而硬弹簧导致乘客对于道路颠簸不适应的情况更是如此。乘客的舒适感（结合操纵稳定性和汽车安全性）成为一个不断增长的需求，每个人都希望从汽车行业开始，乘坐舒适性和操纵稳定性不断提高。即使存在与乘客舒适度方面的出版物相对缺乏，我们还是可以假设以下条件时最小化，一般的舒适将会改善：1）晕车：1赫兹[8];2）头部振动：2-8赫兹[9]。A.晕车疾病晕车，特别是在阅读时，是一种常见的接触到光惯

8、性运动[12]造成的。据报道，在各种引发晕车的虚拟环境中，例如固定基地的飞行器和汽车模拟器，这一现象被称为视觉诱发晕车，[13]-[15]。此外，加林德[16]在讨论晕车最容易发生在加速度方向垂直于身体纵轴的方向，这就是远离运动方向的头部运动容易受到刺激而产生晕车。他还提到，垂直频率在0.2赫兹的振荡运动（恰当地称作为隆起）是最容易引起晕车，虽然晕车发生的概率在更高的频率的情况下将会迅速下降。这会导致为主动悬架系统设计的低于1赫兹的汽车标准将会废止。晕车