本文關(guān)鍵詞：四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車電磁主動(dòng)懸架優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能分析研究

  更多相關(guān)文章： 電動(dòng)汽車 電磁主動(dòng)懸架 作動(dòng)器 多目標(biāo)優(yōu)化 電磁力

【摘要】：隨著汽車工業(yè)迅速發(fā)展,人類面臨嚴(yán)峻的能源與環(huán)境挑戰(zhàn),以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車是實(shí)現(xiàn)交通可持續(xù)發(fā)展的最佳選擇,四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車已被視為電動(dòng)汽車的最終驅(qū)動(dòng)形式,但由于其特殊的動(dòng)力布置形式,使整車非簧載質(zhì)量增加,整車平順性與操縱穩(wěn)定性下降。懸架系統(tǒng)直接影響汽車在行駛過(guò)程中的平順性、操縱穩(wěn)定性等性能,主動(dòng)懸架系統(tǒng)可提供主動(dòng)力保證汽車在各工況懸架性能最優(yōu),電磁主動(dòng)懸架以其響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精度高等特點(diǎn)成為主動(dòng)懸架系統(tǒng)作動(dòng)器的首選。本文基于某電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)輪,設(shè)計(jì)一款具有較好動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性,結(jié)構(gòu)緊湊及輸出推力平穩(wěn)的電磁主動(dòng)懸架作動(dòng)器,從作動(dòng)器本體參數(shù)及磁場(chǎng)理論仿真模型入手,基于作動(dòng)器靈敏度分析,采用多目標(biāo)粒子優(yōu)化算法,探索主動(dòng)懸架電磁作動(dòng)器最優(yōu)設(shè)計(jì)理論與方法。論文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于驅(qū)動(dòng)輪設(shè)計(jì)需求,采用磁體排列為Halbach的永磁同步直線電機(jī)作為電磁主動(dòng)懸架作動(dòng)器,提出電磁主動(dòng)懸架設(shè)計(jì)方案,基于電機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及直線電機(jī)特性,初步確定懸架作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù),為電磁作動(dòng)器后續(xù)分析奠定了基礎(chǔ)。(2)利用磁通密度矢量公式,采用微分方程及解貝塞爾函數(shù)對(duì)作動(dòng)器進(jìn)行理論解析分析,建立理論解析模型,利用ANSOFT軟件對(duì)作動(dòng)器電磁場(chǎng)進(jìn)行了理論分析,并采用有限元方法對(duì)理論模型進(jìn)行了驗(yàn)證。采用Morris局部靈敏度分析法,對(duì)作動(dòng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部靈敏度分析,獲取了作動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù),為作動(dòng)器優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。(3)采用多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法,以作動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)為優(yōu)化變量,以作動(dòng)器動(dòng)力學(xué)特性及損耗為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)電磁作動(dòng)器進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì),獲取作動(dòng)器優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)Pareto解集,基于模糊集合理論確定作動(dòng)器最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù),研究結(jié)果表明,優(yōu)化后銅耗系數(shù)下降20.1%,推力體積比提高8.1%,電磁力波動(dòng)比降低56.1%(4)基于電磁直線作動(dòng)器本體特征,對(duì)作動(dòng)器工作狀態(tài)下推力波動(dòng)機(jī)理進(jìn)行分析,明確了齒槽力與邊端力的影響,提出有效減少推力波動(dòng)減少的措施,研究結(jié)果表明:優(yōu)化后結(jié)構(gòu)參數(shù)在兩側(cè)邊端厚度為2.8mm時(shí),作動(dòng)器推力波動(dòng)降低至2.4%。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車 電磁主動(dòng)懸架 作動(dòng)器 多目標(biāo)優(yōu)化 電磁力
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72;U463.33
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究的背景和意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析9-13
• 1.2.1 主動(dòng)懸架作動(dòng)器研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 電磁主動(dòng)懸架作動(dòng)器優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容13-16
• 2 電磁主動(dòng)懸架原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16-30
• 2.1 電磁主動(dòng)懸架工作原理16-17
• 2.2 四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車電磁主動(dòng)懸架設(shè)計(jì)方案17-19
• 2.3 電磁主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19-28
• 2.3.1 永磁體材料的選取20-21
• 2.3.2 初級(jí)次級(jí)材料的選取21-22
• 2.3.3 Halbach陣列結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3.4 初級(jí)次級(jí)內(nèi)外徑設(shè)計(jì)23-24
• 2.3.5 初級(jí)槽形及參數(shù)初步設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.6 作動(dòng)器槽數(shù)與極對(duì)數(shù)設(shè)計(jì)25-26
• 2.3.7 永磁體尺寸設(shè)計(jì)26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 3 電磁作動(dòng)器的分析模型及靈敏度分析30-48
• 3.1 Halbach圓筒型永磁同步直線作動(dòng)器分析模型30-41
• 3.1.1 電磁場(chǎng)理論分析模型30-37
• 3.1.2 基于ANSOFT電磁場(chǎng)有限元分析模型37-40
• 3.1.3 理論分析模型的驗(yàn)證40-41
• 3.2 電磁作動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)靈敏度分析41-46
• 3.2.1 Morris局部靈敏度分析法42-43
• 3.2.2 作動(dòng)器參數(shù)局部靈敏度分析43-46
• 3.3 本章小結(jié)46-48
• 4 主動(dòng)懸架電磁作動(dòng)器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)48-64
• 4.1 多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法理論48-54
• 4.1.1 多目標(biāo)優(yōu)化概念48-50
• 4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)粒子群優(yōu)化算法50-52
• 4.1.3 多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法52-54
• 4.2 基于徑向氣隙磁場(chǎng)的磁體結(jié)構(gòu)參數(shù)化分析54-55
• 4.3 電磁作動(dòng)器多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法設(shè)計(jì)55-58
• 4.3.1 優(yōu)化問(wèn)題描述55
• 4.3.2 目標(biāo)函數(shù)55
• 4.3.3 約束條件55-56
• 4.3.4 基于自適應(yīng)懲罰函數(shù)的多目標(biāo)隨機(jī)粒子群優(yōu)化算法56-58
• 4.4 優(yōu)化結(jié)果分析58-63
• 4.4.1 作動(dòng)器優(yōu)化過(guò)程及結(jié)果58-60
• 4.4.2 基于模糊集合理論的Pareto解優(yōu)選60-61
• 4.4.3 電磁作動(dòng)器的性能分析61-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 5 電磁主動(dòng)懸架作動(dòng)器推力波動(dòng)分析及優(yōu)化64-72
• 5.1 電磁直線作動(dòng)器推力波動(dòng)分析64-65
• 5.2 直線作動(dòng)器推力波動(dòng)機(jī)理分析65-68
• 5.2.1 直線作動(dòng)器齒槽力分析65-67
• 5.2.2 直線作動(dòng)器邊端力分析67-68
• 5.3 優(yōu)化前后直線作動(dòng)器結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)與推力波動(dòng)分析68-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 論文主要工作和結(jié)論72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 附錄82
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間獲得的論文及專利82
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目82

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：870885