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主動懸架系統(tǒng)能量回收調(diào)查研究

為了分析主動懸架系統(tǒng)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(zhì)量與簧下質(zhì)量之間加入了用來產(chǎn)生控制力的電磁執(zhí)行器模型。壓縮過程中，相對速度為負，執(zhí)行器切入電機模式順時針旋轉(zhuǎn)，消耗電源能量；拉伸過程中，相對速度為正，執(zhí)行器切入充電模式逆時針旋轉(zhuǎn)，給電源充電。

為了提高車身的穩(wěn)定性，控制器輸出的控制力應能減小簧上、簧下質(zhì)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(jīng)網(wǎng)絡的PID算法）。PID算法中，比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)值經(jīng)過調(diào)試后固定不變；FA-PID采用模糊控制規(guī)則修改PID參數(shù)，能夠在不同時間得到不同的參數(shù)值；NA-PID根據(jù)3個變量不同的學習率來調(diào)整對應的加權因子，得到實時的最優(yōu)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(jié)果表明：①在舒適性方面，NA-PID控制算法的超調(diào)量最小，持續(xù)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(zhì)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，F(xiàn)APID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