4.4.2  传感器选型与安装 27

4.4.3  电磁作动器的安装 30

4.5  本章小结 31

结  论 32

致  谢 33

参 考 文 献 34

1  绪论

1.1  研究背景及意义

悬架的使用提升了汽车多方面的性能，是现代汽车最离不开的部件之一。它实现了车架和车轮的灵活连接，使得汽车行驶变得更加平稳，舒适性得到了大大提升。悬架传递着车架和车轮之间的一切力和力矩，传统阻尼悬架主要由弹性元件、减振器和导向装置构成。弹性元件主要指弹簧；对传统阻尼悬架来说，减振器多指液力减振器，而一些主动悬架用力发生器代替了减振器，比如电磁主动悬架系统中的电磁作动器；导向装置主要指车架的上下摆臂和转向节。除灵活连接车架和车轮并传递力和力矩外，悬架还能减弱路面传递给车身的不规则载荷并迅速消除车身振动，确保汽车平稳行驶以获得较好的操控性和舒适性。可以看出，对于任何类型的车辆来说，悬架都是必不可少的。

悬架的分类方法有很多种，根据控制方式可将悬架分为被动悬架、主动悬架和半主动悬架[1]。被动悬架是传统的机械结构，刚度和阻尼均不可调，难以解决平顺性和操纵稳定性之间的矛盾，无法达到理想目标[2]，因而能够兼顾平顺性和操纵稳定性的主动悬架将是今后汽车悬架发展的趋势。主动悬架具有减振效果好、性能优越、可以控制车身高度、可提高通过性等优点。

常见的主动悬架有主动液压悬架、主动空气悬架和主动电磁悬架等。在诸多种类的主动悬架中，由于其高效率和低成本，电磁主动悬架系统越来越成为当前安装的无源、半有源和液压主动悬架系统的有吸引力的替代品。研究已经证明，与液压系统相比，电磁系统的有限力密度可以通过适当地选择设计和几何优化来克服，从而产生相对高的力密度。此外，考虑减少CO排放的重要性，电磁系统也更适合一些；最后，相对于液压和气动，电磁系统增加约10倍的带宽，这显著地改善了整个车辆控制的舒适性，稳定性和灵活性等性能。

电磁主动悬架的关键部件之一是电磁作动器，21世纪，新能源汽车的发展已成必然趋势，尤其混合动力汽车（HEV）的发展。HEV具有自己的能量存储系统，使得电磁悬架系统更容易实现。因此，随着新能源汽车的推广，电磁主动悬架系统势必会具有较好的发展前景。但是，要实现电磁悬架的商业化应用，在稳定性、可靠性、失效保护和成本等方面依然存在不少问题需要解决[4]。因此，电磁悬架系统的性能参数测试是一项特别重要的环节，目前通用的测试方法是使用仿真软件建立1/4悬架模型，给定相关参数，对其进行动力学仿真分析，模拟得到汽车行驶中悬架的各个参数，并将1/4悬架置于专门设计的试验台架之中，通过给定相关参数并对其施加路面激励信号，使用各类传感器、计算机控制系统及信号采集系统得到在施加路面激励后悬架的各类性能参数，将测得参数和模拟所得参数进行比较。此种方法为悬架试验提供了很大的便利，大大缩减了电磁主动悬架研发的周期。

1.2  国内外研究现状

1.2.1  国外研究现状

1.2.2  国内研究现状

1.3  研究内容和方法

1.3.1  本文的研究方法

   为了更好的体现出电磁主动悬架在改善汽车性能方面的优越性，使用MathWorks公司的Simulink分别对被动悬架和主动悬架进行动力学仿真，将两种类型悬架的仿真结果进行分析。在相关参数已知的前提下，本文设计了用于测试电磁主动悬架性能参数的试验台架，使用质量块代替簧上质量与簧下质量，使用弹簧代替轮胎刚度，待台架搭建完后，将电磁作动器实物接入试验台架回路之中，并使用激振台对试验台架输入地面激励信号，采集试验台架中簧上质量与簧下质量的位移和加速度、连接板的加速度、电磁主动悬架线圈的电流和电压等信号，对采集的信号进行分析并与Simulink仿真结果进行比较。