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电动汽车主动悬架控制系统设计与仿真

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侧倾摆动程度；最后，将模糊控制主动悬架的仿真结果与被动悬架进行比较，证明主动悬架可以有效提高电动汽车平顺性能、动
力电池组使用安全性以及使用寿命。
关键词：动力电池组；模糊控制；主动悬架；Simulink仿真
中图分类号：U463. 1
文献标志码：A
文章编号：1674-1986 （2019） 03-023-04
Keywords: Battery pack； Fuzzy control； Active suspension； Simulink simulation
0引言
由于电动汽车使用清洁能源，可有效改善因汽车尾气排放 带来的环境污染，因此使用越来越广泛，近年来其市场投放量 越来越大，发展势头良好⑴。但是，与传统内燃机汽车不同的 是，电动汽车动力电池组易受到外界因素干扰，车身平顺性将 对电池组的使用寿命和安全性产生重大影响⑵。GB/T 314862015规定，动力电池组在振动试验当中，不能产生电流的锐变 或者电压异常，不出现外壳破损，无电解液的泄漏，结构完整 无缺⑴。
Design and Simulation of Active Suspension Control System for Electric Vehicle
SONG Sennan (College of Mechanical Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo Zhejiang 315211 , China) Abstract: The control strategy of active suspension was simulated by applying active suspension to electric vehicle. Firstly, the mathemati­
DOI： 10. 19466/j. cnki. 1674-1986. 2019. 03. 005
电动汽车主动悬架控制系统设计与仿真
宋森楠
（宁波工程学院机械工程学院，浙江宁波315211）
摘要：将主动悬架应用于电动汽车，对主动悬架控制策略进行仿真研究。首先，建立1/2车辆主动悬架数学模型；其次，基
于MATLAB/Simulmk仿真软件，利用模糊控制理论，搭建主动悬架仿真模型，模拟汽车在受到路面激励条件下产生的垂向振动和
miwl+ki(w-si) +ci(w-sl)+Fi = O
( 1)
s ,+k„(s--gt) +kt( s-w^ +cf( i,-w,)-F,=O
(2)
ml,xh=kl(s1-wl) +cl(sl-wl) +k2(s2-w2)+c2( s2-w2)~
Ft~F2
(3)
Ix8 = [kl(sl-wi) +ct( s
1 1/2车辆模型
汽车的每个轮胎分别与车身通过悬架连接。1/2车辆模型
包含左右2个车轮及其悬架，因此具备4个自由度，分别为: 2个车轮的独立跳动，车身的垂向运动以及车身俯仰运动。由 车身、悬架以及车轮组成的四自由度振动模型如图1所示。
图1 1/2车辆振动模型 主动悬架相对于被动悬架的不同之处在于，在传统弹簧和 减振器之外，附加了一个作用力产生装置，可通过传感器接收 车身振动情况，通过控制器控制力发生器，为悬架增加可变作 用力F,使悬架能随时根据不同路况来调整作用力，使车身始
收稿日期:2018-10-11 作者简介：宋森楠（1990—）,男，硕士，助教，研究方向为汽车振动与新能源汽车技术。E-mail： sennan0914@ 163. com。
研究与开发
Automobile Parts 2019.03 023
终获得良好的平顺性。结合车辆振动模型以及牛顿第二定律得
到如下微分方程：
目前，大多数电动汽车仍然采用被动悬架，其对汽车平顺 性的优化效果有限，无法根据不同路况做出调整；而主动悬架 可以根据各路况改变其悬架刚度和阻尼系数，使汽车在任何条 件下都能获得最好的平顺性。
主动悬架的控制算法包括自适应控制、PID控制、模糊控 制、神经网络控制等，其中模糊控制具备良好的鲁棒性和控制 精度，同时不需要精确的数学模型，能处理参数不确定的问 题因此本文作者选择模糊控制理论，以MATLAB/Simulink 为平台，建立1/2车辆模型⑷，获得模糊控制下的车辆振动 曲线。
cal model of 1/2 vehicle active suspension was established. Secondly, based on MATLAB/Simulink simulation software, a simulation model of active suspension was built by using fuzzy control theory to simulate the vertical vibration and roll oscillation degree of the vehicle under the condition of road surface excitation. Finally, by comparing the simulation results of fuzzy control active suspension with passive suspension, it is proved that active suspension can effectively improve the ride comfort of electric vehicles, and the safety and life of power battery packs.
-F]]a-[k2(s2-u>2) +
c2(s2-iv2)-F2]b
(4车轮垂向运动位移；q.为路面激励位移；4为俯仰运
动转动惯量；5为电动汽车俯仰角；叫为总簧载质量；珂为车
身垂向运动位移；a、6分别为前后悬架与车身连接点到汽车重
心的距离；m”为单个车轮非簧载质量；％,为悬架刚度；c,为阻

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电动车悬架系统设计

电动车悬架系统设计

电动车悬架系统设计引言随着电动车的快速发展和普及，悬架系统设计变得越来越重要。

悬架系统直接关系到电动车的操控性、乘坐舒适性和安全性。

本文将介绍电动车悬架系统的设计原理、常见类型和相关优化技术。

设计原理悬架系统的设计目标是在各种路况下提供稳定的车身控制、减震和保持车轮与地面的接触。

电动车悬架系统的设计原理与传统汽车的悬架系统相似，但也有一些特殊考虑。

例如，电动车的电池重量可能会影响车辆的重心位置，因此需要在设计中考虑到这一因素。

常见类型前悬架系统前悬架系统是电动车前车轮的悬架系统。

常见的前悬架类型包括麦弗逊悬架、双叉臂悬架和独立悬架。

麦弗逊悬架是最常见的前悬架类型，它具有简单的结构和良好的操控性。

双叉臂悬架提供更好的悬挂性能和更高的操控性，但结构更加复杂。

独立悬架则是一种相对高端的前悬架类型，可以提供更高的悬挂性能和乘坐舒适性。

后悬架系统后悬架系统是电动车后车轮的悬架系统。

常见的后悬架类型包括扭力梁悬架、多连杆悬架和独立悬架。

扭力梁悬架是最简单、成本最低的后悬架类型，但悬挂性能较差。

多连杆悬架可以提供较好的悬挂性能和车身控制，但结构复杂。

独立悬架在后悬架系统中也可以应用，提供最高的悬挂性能和乘坐舒适性。

相关优化技术轻量化设计电动车的悬架系统设计需要考虑到车辆的动力性能和续航里程。

轻量化设计可以减少悬架系统的质量，从而降低车辆的整体质量，提高车辆的续航里程。

主动悬架系统主动悬架系统可以根据路面状况和驾驶员需求实时调整悬架系统的硬度和高度。

这可以提高车辆的悬挂性能和乘坐舒适性。

智能控制系统智能控制系统可以通过传感器和算法来监测和分析路面信息，然后根据路面情况调整悬架系统的参数。

这可以提高车辆的操控性和安全性。

动态悬架调节动态悬架调节可以根据车速和驾驶模式来调整悬架系统的参数。

例如，当车辆行驶在高速公路上时，悬架系统可以自动调整为更硬的设置，提高操控性。

而当车辆行驶在崎岖的山路上时，悬架系统可以自动调整为更软的设置，提高乘坐舒适性。

汽车悬挂系统新技术——电控空气悬架及主动悬架PPT课件

汽车悬挂系统新技术——电控空气悬架及主动悬架PPT课件

第5页/共7页
另外，主动悬架具有控制车身运动的功能。当汽车制动 或拐弯时的惯性引起弹簧变形时，主动悬架会产生一个与 惯力相对抗的力，减少车身位置的变化。例如德国奔驰 2000款CL型跑车，当车辆拐弯时悬架传感器会立即检测出 车身的倾斜和横向加速度，电脑根据传感器的信息，与预 先设定的临界值进行比较计算，立即确定在什么位置上将 多大的负载加到悬架上，使车身的倾斜减到最小。
第2页/共7页
电控悬架工作时，阀门的相互作用控制通向空气弹簧元件的气流量。 传感器检测出汽车的行驶状态并反馈至ECU，ECU综合这些反馈信息 计算并输出指令控制空气弹簧元件的电动机和阀门，从而使电控悬架 随行驶及路面状态不同而变化：在一般行驶中，空气弹簧变软、阻尼 变弱，获得舒适的乘坐感；在急转弯或者制动时，则迅速转换成硬的 空气弹簧和较强的阻尼，以提高车身的稳定性。同时，该系统的电控 减振器还能调整汽车高度，可以随车速的增加而降低车身高度(减小离 地间隙)，减少风阻以节省能源；在车速比较慢时车身高度又可恢复正 常。
汽车不同的行驶状态对悬架有不同的要求。一般行驶时需要 柔软一点的悬架以求舒适感，当急转弯及制动时又需要硬一点的 悬架以求稳定性，两者之间有矛盾。另外，汽车行驶的不同环境 对车身高度的要求也是不一样的。一成不变的悬架无法满足这种 矛盾的需求，只能采取折中的方式去解决。在电子技术发展的带 动下，工程师设计出一种可以在一定范围内调整的电子控制悬架 来满足这种需求。这种悬架称为电控悬架，目前比较常见的是电 控空气悬架形式。
空气弹簧元件是由电控减振器、阀门、双气室所组成。电控减 振器顶部有一个小型电动机，可通过它转动一个调整量孔大小的控 制杆将阻尼分成多级，从而实现控制阻尼的目的。阀门也充当了一 个调节气流的作用，通常双气室是连通的，合起来的总容积起着空 气弹簧的作用，比较柔软；但当关闭双气室之间的阀门时，则以一 个气室的容量来承担空气弹簧的作用，就会变得硬，因此阀门起到 控制"弹簧"变软变硬的作用。
微型电动汽车主动悬架系统振动控制仿真

微型电动汽车主动悬架系统振动控制仿真

微型电动汽车主动悬架系统振动控制仿真随着环境保护意识的增强和能源危机的出现，微型电动汽车逐渐成为人们关注的焦点。

然而，由于其车身结构相对较轻、电动机的振动和噪声问题以及减震器的限制等因素，微型电动汽车在行驶过程中往往会面临一定的振动与安全性问题。

为了解决这一问题，主动悬架系统作为一种有效的控制手段被广泛应用。

本文将就微型电动汽车主动悬架系统振动控制进行仿真分析。

1. 引言微型电动汽车作为一种新兴的交通工具，具有环保、节能等显著优势。

然而，其车身结构相对较轻，使得在行驶过程中容易受到外部因素的影响，出现较大的振动和不稳定性。

为了提高微型电动汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性，减少振动噪声，主动悬架系统应运而生。

2. 主动悬架系统的原理主动悬架系统通过采集汽车各部位的运动参数，对悬架系统进行实时调整，从而实现对汽车振动的主动控制。

其主要原理包括传感器感知、控制器分析和执行机构动作三个部分。

首先，传感器感知微型电动汽车在行驶中的振动状态。

常用的传感器包括加速度计、倾角传感器、车速传感器等。

然后，控制器根据传感器所采集的数据对振动进行分析，并根据预设参数进行控制策略的制定。

常见的控制策略包括PID控制、H∞控制等。

最后，主动悬架系统的执行机构根据控制器的指令，对悬架系统进行相应的调整，以抑制或消除振动。

3. 模型建立与参数优化为了进行主动悬架系统的振动控制仿真分析，需要建立相应的模型并对参数进行优化。

首先，需要建立微型电动汽车的运动学模型和动力学模型，包括车身质量、弹簧刚度、减震器阻尼等参数。

通过对实验测试数据的分析和对现有模型的改进，确定合适的参数。

然后，根据实际工况和振动特征，选择合适的控制策略。

可以采用MATLAB等仿真软件对各控制策略进行仿真分析，比较其性能和适用性。

最后，根据仿真分析结果，对主动悬架系统的参数进行优化，以实现更好的振动控制效果。

优化方法可以采用遗传算法、粒子群算法等。

4. 实例仿真结果与讨论为了验证主动悬架系统的效果，本文进行了一系列的仿真实验，并对实验结果进行了详细的分析与讨论。

电动助力转向系统Carsim-Simulink联合仿真控制研究

电动助力转向系统Carsim-Simulink联合仿真控制研究

电动助力转向系统Carsim-Simulink联合仿真控制研究李琤
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】电动助力转向系统作为电动汽车的主流配置,其性能好坏对整车转向操纵稳定性能有重要影响。

以某款自主品牌电动汽车EPS系统为研究对象,进行动力学分析并依次建立Simulink子系统模型。

根据实车参数,设计直线型助力特性曲线并输入前述模型,最终建立Carsim/Simulink联合仿真运动学模型并开展国标操纵稳定性仿真试验。

结果表明:在方向盘转向角脉冲和角阶跃试验中,较无EPS助力控制车型,有EPS助力控制车型具有良好的车辆瞬态响应度和操纵稳定性;在转向轻便性试验中,验证本款车型助力特性合理,车辆具有较好的助力效果。

【总页数】7页(P214-219)
【作者】李琤
【作者单位】安徽机电职业技术学院汽车与轨道学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;U467.492
【相关文献】
1.电动助力转向系统的控制策略研究与仿真
2.抓草机电动助力转向系统的控制与仿真研究
3.电动助力转向系统控制策略及其仿真研究
4.基于CarSim-Simulink联合仿真的整车半主动悬架模糊控制仿真研究
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