[发明专利]一种双直线电机馈能式主动悬架作动器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双直线电机馈能式主动悬架作动器及其控制方法，所述作动器本体包括作动器外壳体、基座、杆件、六相磁链直线电机和三相永磁同步直线电机；所述控制系统包括主动控制系统和能量回收系统，同时本发明还公开了一种内分泌复合PID控制方法。本发明复合了两种不同结构形式的直线电机于一体，悬架系统的主动推力由六相磁链直线电机提供，三相永磁同步直线电机处于馈能状态回收振动能量，两种不同形式的直线电机在结构上的集成极大压缩了空间，同时集馈能与主动控制于一体，在回收能量的同时使车辆悬架系统处于最佳的减振状态，提高了车辆的平顺性以及操纵稳定性。

技术领域

本发明属于车辆动力学技术领域，具体涉及一种双直线电机馈能式主动悬架作动器及其控制方法。

背景技术

车辆的悬架是能够保证车辆的行驶平顺性和操纵稳定性的重要部件，能够将车架与车轴弹性的连接起来，很好的衰减不平路面传递给车身的激励。目前车辆采用的悬架大多为被动悬架，虽然能够有效的衰减振动，但其刚度与阻尼为固定值，不能够根据路况进行调节。此外，可控悬架开始应用于汽车悬架技术，目前可控悬架主要有两种：主动悬架和半主动悬架。主动悬架能够根据能够根据收集的路面信息实时调节悬架的参数，但是能耗过高。半主动悬架不仅能够根据路面信息调节悬架参数，而且可以回收悬架振动过程中产生的能量，但是减振控制效果有限。目前存在的可控悬架主要形式包括：齿轮齿条式、磁流变式、滚珠丝杠式与直线电机式。但齿轮齿条式作动器能量损耗较大，可靠性低；磁流变式存在磁流变液沉积的问题；滚珠丝杠式耗能较大；直线电机作动器因其运动方向与悬架运动方向相同无需转化机构，而被广泛研究。而馈能型悬架在减振的同时可以回收振动能量，成为许多学者热衷的研究对象。但目前的各种悬架系统的电机作动器在长期负荷工作的状态仍存在容易发生故障等问题，且普通三相直线电机存在如果运行中发生缺相故障则产生的推力无法完成悬架主动力的控制的问题。

发明内容

本本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提出一种双直线电机馈能式主动悬架作动器，将一种六相磁链直线电机与普通三相永磁同步直线电机集成，三相永磁同步直线电机用于馈能，六相磁链直线电机因其多相优势用于主动力输出避免缺相故障带来的悬架系统工作失效，可以在有效保证悬架同减振效果的同时回收减振能量，同时还有效避免电机运行过程中缺相带来输出力不足导致悬架系统失稳的故障。

本发明采用的技术方案是：一种双直线电机馈能式主动悬架作动器，包括作动器本体与控制系统，其特征在于,所述作动器本体包括作动器外壳体、基座、杆件、六相磁链直线电机和三相永磁同步直线电机；

所述三相永磁同步直线电机包括三相永磁同步直线电机初级永磁体、三相永磁同步直线电机次级永磁体、隔磁材料、次级保护层，所述三相永磁同步直线电机初级永磁体镶嵌安装在作动器外壳体内，所述三相永磁同步直线电机初级永磁体的上下端设置有隔磁材料并且相互交错排列，三相永磁同步直线电机次级永磁体镶嵌安装在基座内，三相永磁同步直线电机次级永磁体外部安装有一层次级保护层；

所述六相磁链直线电机包括隔磁板、六相磁链直线电机次级、永磁体、电枢绕组、励磁绕组，所述隔磁板镶嵌在基座内壁，所述六相磁链直线电机次级紧靠隔磁板布置，所述永磁体间隔布置在杆件外壁上，所述电枢绕组与励磁绕组交错布置在杆件外壁上。

所述作动器外壳体上焊接有上吊耳，用于与车辆簧载质量连接，所述杆件的底部焊接下吊耳，用于与车辆非簧载质量连接，所述双直线电机馈能式主动悬架作动器的第一密封圈布置在作动器外壳体与基座之间，所述双直线电机馈能式主动悬架作动器的第二密封圈布置在基座与杆件之间。

所述三相永磁同步直线电机次级永磁体个数为10-12个，所述六相磁链直线电机的初级为6极，次级为21极。

所述作动器外壳体、基座和杆件可以两两相对运动。