汽车悬架系统电控减振技术应用探析

2019-01-16 13:54
中国设备工程 2019年22期
关键词:适应控制最优控制电控

(柳州职业技术学院,广西 柳州 545000)

汽车发展历史中不断融入各种科学技术,使人类的生活质量逐渐提高。近年来,我国的汽车制造水平不断提高,市场对汽车制造提出了更高的要求,汽车的行驶安全性和舒适性成为权衡汽车质量的重要因素。行业内技术人员不断研究降低行驶中振动感的技术手段,而电控减振技术是近年来应用较广的技术,以下将对该技术及其应用展开研究。

1 电控减振技术分析

(1)主动悬架技术。主动悬架技术是目前减振效果最好的电控减振技术,可以对悬架系统进行较好的控制及优化,但也是目前减振技术中技术成本最高的。该技术主要由基础力发生器和弹性元件构成,系统工作时可以同时优化悬架系统并达到消耗能源的目的,可以有效提高行驶的平稳度。该技术工作时的要求较高,且有较高的耗能,一般只适用于汽车制造中较高档的汽车。

(2)被动悬架技术。该技术主要应用了弹簧和减振器,要求设计人员必须有充足的经验,能合理利用技术中的阻尼系数等公式,对悬架系统进行整体控制和测试。测试过程中存在一定难度,要确保测试中的汽车状态稳定无偏差,该技术要同时满足汽车转弯时的操作要求和驾驶时的舒适度要求,并且由于该技术的参数不能调整,也会影响整体性能的提升。

(3)半主动悬架技术。该技术与被动悬架减振技术原理相近,但拥有更好的灵活性。该技术也是依靠弹簧测算车轮行驶中的速度参数,进而对行驶中的速度参数做反馈。在实际运行时,要根据对应的控制规律优化阻尼力和弹簧的刚度,确保二者在运行时达到平衡。半主动技术中,弹簧与减振器是最主要的配件,其工作原理也与被动控制技术相似,但是阻尼系数与刚度系数上有更大的变化空间。

2 电控减振技术在汽车悬架系统中的应用

电控减振技术应用于汽车悬架系统中,其工作的基础系统属于非线性系统,采用了较为复杂的动力系统,要实现有效控制需要借助多种应用技术。目前的电控减振技术中,应用最普遍也是最核心的控制主要包括最优控制、神经网络控制、整体自适应控制以及模糊控制。这些现代化的控制理论相互作用、实现对汽车整体稳定性的控制和优化,促进悬架系统稳定性提升。

(1)最优控制。最优控制是指一个具体的目标函数,利用专业的数学方法确定出使用具体函数后在极值情况下的控制输入及输出参数。通常情况下,要凭借工作经验获得目标函数,在悬架系统的应用中,则可以应用的最优控制较多样,包含线性控制、预见控制等。管理人员必须借助多种技术对最优控制数字进行解析,确保减振技术能更好地掌握汽车在行驶中的各种参数,提高减振效果。在悬架系统中应用的减振技术需要依靠基础模型发挥作用,要确保汽车在行驶中的受控制状态达到最优,提高对汽车状态的控制水平,进而达到提高稳定性和舒适度的目的。应用减振技术也会提高汽车的能耗,因此,应及时对悬架系统中的减振技术完善并找到提升技术的策略,从而降低能耗。汽车后达到最优控制时,必须对悬架系统的整体反馈及时作出有效控制,相关人员还要对软件适时升级,进一步提高减振技术的优化效果,实现对汽车整体稳定性的控制和改进。

(2)神经网络控制。该技术是目前对汽车悬架系统应用较多的一种电控减振技术,其采用与人类神经类似的信息处理方式运行,可以像人类思考问题一样,对悬架系统的各类参数进行独立获取,又能分析出各类信息的相关联之处,进而做出正确的推理和判断。该技术具有联想和记忆能力、容错性以及良好的推理能力,可以模拟人类神经元的分析能力和推理过程,实现高水平的判断、分析汽车性能及状态,减轻行驶过程中的颠簸感。神经网络控制是一种具有分布式特点的处理系统,也是当前比较先进的网络控制技术,属于主动型的减振技术。在目前的汽车制造业中,神经网络控制技术是一种十分有效的减振技术,也具有较大的发展和改进空间,技术人员要针对行驶中的颠簸感进行测试和分析,努力提高网络控制技术的有效性,提高汽车行驶中的舒适度,使该技术得到更广泛的应用。

(3)整体自适应控制。整体自适应控制能弥补最优控制理念的不足,可以对汽车行驶中的各种临时性状态进行自适应分析。自适应系统要根据不同的行驶路况和环境监测车辆形式中的整体参数,并根据具体的参数异常做出对应的自适应调整和控制。在对悬架系统的减振应用中,自适应控制有难以取代的作用,它能对汽车整体的减振技术相关参数进行检测并做出合理的优化,改善汽车的行驶状态。该控制功能可以对悬架系统在行驶中的各类参数变化进行监测,并根据具体数据生成对应的控制数据,从而优化悬架系统的状态。因此,该技术的应用价格也较高,一般自适应控制能力越强、造价越高、减振效果也更理想。一部分汽车制造商在部分车型的底盘运用了自适应控制技术,实现对整车减振技术的优化。该技术对行驶中的基础输出参数进行监测和反馈,为构建更理想的参考模型提出数据支撑,确保收集到有效数据,优化自适应控制水平。

(4)模糊控制。模糊控制在近年的汽车制造业中广受关注,因其能将大量人工的经验通过系统进行有效优化以及控制,改良了人工智能的操作水平,因此,在未来汽车制造领域也会得到进一步开发。模糊控制可以将语言变量以及模型进行优化和有效构建,促进减振技术的完善,在人类对生活质量提出更高要求的同时,模糊控制能使现行的控制技术得到进一步优化和升级,有助于开发新技术,提高行驶体验。模糊控制有助于减振技术的智能化升级,能对运行中的输出数据进行模糊控制分析,充分运用大量人工经验进行合理推理和判断,该技术推进了对汽车的自动控制规则的生成,且实现了相对合理的计算模式,能促进汽车整体运行数据以及各控制技术的有效整合。模糊控制可以对具体参数进行模拟计算,还能结合汽车车身的运动轨迹、运动幅度做出数据监测和有效分析,能促进对汽车整体控制能力的优化。

3 结语

总之,减振技术会随着汽车制造业的发展不断精进,汽车制造厂商应积极在设计中应用新技术。为了使汽车制造发展符合社会需求和可持续发展要求,在应用电控减振技术时,一方面要考虑如何有效优化减振效果提高汽车行驶中的舒适度,另一方面也要考虑环保和节能问题,要将眼光放长远,力求在技术上精益求精,打造先进的电控减振技术。

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