传统减振器、cdc、磁流变减振器介绍

1、结构上:

传统减振器:传统减振器内部活塞垫片组合是唯一,调教过程中调教工程师可以通过调整活塞、垫片进而改变孔径大小,进而改变阻尼曲线,得到不一样的力学效果。

CDC的结构如下图所示: 红框部分是CDC减振器关键所在,电磁阀。ECU根据一系列算法产生目标电流,电流通过线圈后产生电磁感应驱动电磁阀,从而改变阀孔的大小,也就改变了油液通过阀的阻力,也就改变减振器的阻尼系数。

CDC机械结构的制造难点在于阀的设计和加工,属于精密加工,一直是国内工厂的短板。

MRC的结构如下图所示,减振器内灌有特俗的液体,不通电的情况下,磁流变液粘性小,减振器阻尼小,通电的情况下,磁流变液粘性大,减振器阻尼则大,电流不同则阻力不同。

制造难点应该是磁流变液的配方了吧。

2、力特性方面:

传统减振器的示功曲线如下所示: 在整个车辆的生命周期,抛开性能衰退的因素,曲线是唯一的。

 而CDC的曲线如下图所示:

 磁流变减振器的示功曲线,手头上没有,就用参考教材仿真图代替下:

通过对比可以发现两张曲线的差别:

减振器压缩速度-0.2m/s到+0.2m/s这段范围我们称为操控区间,行车过程种中的加速制动、大方向转弯,减振器压缩速度基本在这个区间内。对比CDC和磁流变减振器的曲线我们可以发现,在这个区间内,磁流变减振器力的建立速度比CDC力的建立速度会快非常多。这个特点也决定了在加速后蹲、制动点头、转弯侧倾等操控性能方面,磁流变减振器要明显强于CDC。

3、控制带宽

理论上磁流变减振器响应速度是1ms/s左右,CDC是10ms/s。电控悬架的控制的闭环回路如下图所示:

 

从ECU获取簧上加速度,减振器行程等信息,实时计算,再产生实际电流作用到减振器上,这个过程在10ms以内,再加上传感器采集等延迟,估计磁流变的实际控制周期为15ms,CDC的实际控制周期为30ms。就垂向平顺性而言,人体能感受到的是20hz以内的振动,无论磁流变还是CDC,两者都能提高平顺性,平顺性的差别应该不大。但是对于车身姿态的控制,这15ms的差距可能影响挺大。这方面答主没机会实车对比过,要是哪位大佬有比较过,评论区分享下。

4、控制算法

与同行交流过,控制算法方面两者大同小异,基本上可以直接复用,文中贴的那本书里也有讲了几种经典算法。

优缺点:

CDC:优点是便宜,技术较成熟稳定了。缺点是可调上限没有磁流变高。

磁流变:优点是可调上限高,稳,性能优越。缺点是贵,技术相对CDC没那么成熟。

 

 

内容概要:本文详细探讨了基于阻尼连续可调减振器(CDC)的半主动悬架系统的控制策略。首先建立了CDC减振器的动力学模型,验证了其阻尼特性,并通过实验确认了模型的准确性。接着,搭建了1/4车辆悬架模型,分析了不同阻尼系数对悬架性能的影响。随后,引入了PID、自适应模糊PID和模糊-PID并联三种控制策略,通过仿真比较它们的性能提升效果。研究表明,模糊-PID并联控制能最优地提升悬架综合性能,在平顺性和稳定性间取得最佳平衡。此外,还深入分析了CDC减振器的特性,优化了控制策略,并进行了系统级验证。 适用人群:从事汽车工程、机械工程及相关领域的研究人员和技术人员,尤其是对车辆悬架系统和控制策略感兴趣的读者。 使用场景及目标:①适用于研究和开发基于CDC减振器的半主动悬架系统的工程师;②帮助理解不同控制策略(如PID、模糊PID、模糊-PID并联)在悬架系统中的应用及其性能差异;③为优化车辆行驶舒适性和稳定性提供理论依据和技术支持。 其他说明:本文不仅提供了详细的数学模型和仿真代码,还通过实验数据验证了模型的准确性。对于希望深入了解CDC减振器工作原理及其控制策略的读者来说,本文是一份极具价值的参考资料。同时,文中还介绍了多种控制策略的具体实现方法及其优缺点,为后续的研究和实际应用提供了有益的借鉴。
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