车辆电磁悬架系统研究综述开题报告

1. 研究目的与意义

悬架系统是车辆底盘系统的重要组成之一，提高悬架系统的性能对于改善整车的平顺性和操纵稳定性具有十分重要的意义。传统的被动悬架系统由于难以兼顾平顺性和操纵稳定性之间的内在矛盾，因此效果有限。对于半主动悬架而言，由于不能提供主动力，仅能消耗能量因而平顺性与操稳性方面远不及主动悬架系统。

主动悬架对路况和车况的自适应能力强，可显著提升车辆的行驶平稳性，而作为其核心部件之一的作动器，则是实现主动悬架性能的关键。为保证主动悬架的良好性能，作动器必须具有灵敏度高、稳定可靠、能耗低、位移大等特点。为了满足以上要求，采用电磁作动器会取得良好的效果。电磁作动器和液压减振器相比，具有不受黏着力限制、磨损小、噪声低、无污染等优良特性。与被动悬挂相比，电磁悬挂能够根据车辆的负载和行驶状况优化悬挂性能。采用电磁悬挂可大幅提高车辆的越野机动性、乘坐舒适性以及行驶稳定性。系统不仅易于实现电子控制，可为全电车辆的发展提供基础，而且还具有减少消耗、节约资源的功效。其馈能技术可将振动能量部分转换为可再利用的电能。随着电控系统和电磁减振技术的发展，电磁作动器在车辆悬架系统上的应用越来越受到关注。目前国内已经对车辆电磁悬架进行了一些理论探讨和简单的原理性实验研究，并取得了一定的研究成果，但总的来说还处于学术研究阶段。随着社会的发展，人们对车辆的乘坐舒适性和安全行驶性要求越来越高，电磁悬架的普遍使用是一个大的趋势，因此对于电磁悬架的研究具有较强的学术意义和社会经济价值。本文通过搜集车辆领域里有关电磁悬架研究的学术文献，归纳总结当前电磁悬架的国内外研究发展现状可以系统的掌握电磁悬架的研究的前言，厘清电磁悬架的发展脉络，对车辆电磁悬架系统的研究有积极的指导意义。

2. 国内外研究现状分析

国外高度重视电磁悬挂整体技术的研究与应用，如美国、加拿大、德国和日本等国都致力于电磁悬挂技术的研究。

日本在电磁悬挂技术领域研发投入较多，有多家公司从事电磁悬挂技术的研究，如日产自动车株式会社、昭和精机株式会社和日立制作所等，且已展出电磁悬挂系统。其中，日产自动车株式会社2004年8月公布了一种电磁悬挂系统，在车体和车轮之间平行设置了电磁作动器，并采用一台电动机驱动该电磁作动器，控制器用于计算施加到该电磁作动器的位移输入并控制电动机，使得电磁作动器产生对应于位移输入的最优控制力。

美国电磁悬挂系统已经完成装车测试试验。l-3电子系统公司在2005年为美国未来战斗系统项目研制了电控主动悬挂系统（ecass）。该系统是一种电磁悬挂系统，在每一个车轮上用高宽带电机作动器取代了常规减震器，其中机电作使车轮与地面间的载荷接近常数，以减小地面压力的波动。作用器一方面保持车辆底盘的恒定姿势，同时主动控制随路况改变车轮的垂直运动。为此，作动器既能当电动机又当发电机，并通过主动控制得到平滑响应。该系统基于蓄电池/电容器的能量存储单元能够回收常规减震器和弹簧以热量散发的能量，从而可提高整套系统的效率。该电磁悬挂系统于2005年在枪骑兵履带式车辆底盘、m1坦克、悍马车、transit公共汽车、lmtv4*4卡车等陆地平台上进行了现场演示，并于2005年底至2006年在悍马车和fmtv卡车上进行了验证试验。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

（1）了解电磁悬挂系统的主要部件和作用

（2）学习文件资料的系统收集和整理

4. 研究创新点

通过系统分析车辆电磁悬挂的发展状况，提出目前存在的问题，例如电磁悬挂技术还有待深入，能量回收与主动控制的矛盾，磁流变阻尼器流变机理问题，电机式电磁作动器能量回收与利用效率低的问题。通过文献资料的总体分析，对目前车辆电磁悬架发展存在问题提出合理化建议。