汽车悬架能馈装置运动学仿真分析.pdf

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1、第34卷第5期计算机仿真2017年5月文章编号：1006—9348(2017)05—0162—06汽车悬架能馈装置运动学仿真分析柳江，黎晓伟．王政皓，张业(青岛理工大学汽车与交通学院，山东青岛266520)摘要：为提高传统能馈装置的能量转换效率，简化结构，增加支撑刚度，提出一种采用并联机构的新型能馈装置，汽车悬架的随机振动可以通过馈能装置将车身的垂直运动转化为电机的旋转运动。首先．根据汽车动力学建立馈能悬架振动模型，并利用旋量理论分析能馈装置的运动学特性。然后，然后利用位姿坐标变换建立雅克比矩阵，根据正逆位置和速度分析结果得到其刚度矩阵的数学模型，并定义刚度评价指标的

2、拉格朗日函数。最后，仿真结果表明，新型能馈装置可以实现运动的转化，且结构简单，灵敏度高，也为馈能悬架的研究提供给了参考。关键词：能馈装置；并联机构；雅克比矩阵；刚度评价指标；拉格朗日函数中图分类号：TP319．1文献标识码：BKinematicsSimulationandAnalysisoftheEnergy-RegenerativeDevicesfortheVehicleSuspensionSystemLIUJiang，LIXiao-wei，WANGZheng-hao，ZHANGYe(CollegeofAutomobile＆Transportation，Qingda

3、oUniversityofTechnology，QingdaoShandong266520，China)ABSTRACT：Aimingatresolvingthelowefficiency，simplifyingthestructureandincreasingthesupportrigidityofthetraditionalenergy-regenerativesuspension，anovellower-mobilityparallelmechanismmodelisdesigned，whichcanbeconvertedtheverticalmotionfro

4、mthevehiclesuspensionintorotarymotion．Firstly．basedonthevehiclesys．temdynamicstheory，anenergy-regenerativesuspensionmodelisbuilt．Thekinematicsoftheenergy—regenerativedevicesisanalyzedbasedonthescrewtheory．Subsequently，theJacobianmatrixoftheparallelmechanismisformu—latedbyusingtheposecoo

5、rdinatetransformationmethod．AndthestifinessmatrixofthemathematicalmodeliSob—tainedaccordingtotheresultsoftheforwardandreversepositiveandthevelocity．ThentheevaluationindexofthestiffnessmatrixisdefinedonLagrangian’S．Finally，thesimulationresultsshowthattheenergy—regenerativedevicecanachiev

6、etheconversionmotionowingtoitssimplestructureandhighlysensitivity．KEYWORDS：Energyregenerativesuspension；Parallelmechanism；Jacobianmatrix；Stiffnessmatrix；evaluationindex；Lagrangianfunction1引言馈能悬架是利用能馈装置回收由路面不平引起的车身振动能量的一种新型悬架系统。国内外一些学者研究了馈能机理，Wendel等[13论述了馈能悬架的系统结构和控制策略。Fodor等[2]提出一种液气蓄式

7、储能装置，但其增加了悬架的阻尼。何仁等”3提出的静液式馈能悬架将减振特性与能量回综合考虑，在技术上获得了一定的进展，但由于其结构复杂．同时也增加了非簧载质量。喻凡等[4]将滚珠丝杠与直流电机相结合应用到的馈能悬架中，获得了良好的减振特性，但其馈能效率不高。因此为了简化结构，提高能量转化基金项目：国家自然科学基金项目(51575288)收稿日期：2016—07—03修回日期：2016—07—29—162一效率，将少自由并联机构应用到馈能悬架中，通过此并联机构可以有效的将车身的垂直运动转化为电机的旋转运动，同时提高悬架的动态响应特性，支撑刚度和能量转化效