[发明专利]一种馈能式半主动悬架变阻尼系统与控制方法

权利要求书

1.一种馈能式半主动悬架变阻尼系统，其特征在于，包括电磁阻尼作动器模块，用于产生可根据路面状况调节的电磁阻尼值；

PWM产生模块，用于产生占空比可调的PWM信号，驱动DC-DC电路；

阻尼控制电路模块，用于调节阻尼作动器电磁阻尼值；

电磁阻尼作动器模块包括外套筒(11)，内套筒(12)，馈能电机(21)，滚珠丝杠(31)，丝杠螺母(32)，联轴器(33)，控制回路以及控制器；其中，内套筒(12)的一端套装在外套筒(11)的一端内，外套筒(11)的另一端与车身连接，内套筒(12)的另一端与底盘连接，安装在悬架系统中，馈能电机(21)安装于外套筒(11)内，外套筒(11)输出轴与滚珠丝杠(31)通过联轴器(33)连接，丝杠螺母(32)安装于内套筒(12)前端，控制电路输入端正极与馈能电机(21)输出端正极相连，馈能电机(21)输入端负极与控制电路负极相连，控制器通过控制电路控制馈能电机(21)的启停；

PWM产生模块包括DSP微控制器，光耦驱动电路，以及光耦芯片；其中，DSP控制器PWM输出引脚与光耦驱动电路输入端相连，光耦驱动电路输出端与光耦芯片信号端相连，光耦芯片VCC端与电源相连；

阻尼控制电路模块包括整流桥B1，电容器C1、C2，电感L1，开关管M1，二极管D1，以及负载电池BAT1；其中，整流桥输出端正负极与电容器C1相连，电感L1与电容器C2和电容器C1均并联连接，开关管集电极与控制电路正极相连，开关管发射极与电感L1正极相连，开关管门极与PWM产生模块光耦芯片输出引脚相连，电池BAT1与电容器C2并联；

工作时，PWM信号用于驱动阻尼控制电路模块中的开关管M1，阻尼控制电路模块输出端所接电池电压为u_o，设控制器所产生PWM波占空比值为D，则阻尼控制电路模块输入端电压通过输出的占空比值得到目标电枢电压，进一步得到目标电枢电流及目标电机电磁转矩，滚珠丝杠(31)及丝杠螺母(32)将电磁阻尼作动器模块直线位移转化为馈能电机(21)旋转运动，使馈能电机(21)工作在发电机模式，完成能量的回收。

2.权利要求1所述的一种馈能式半主动悬架变阻尼系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集馈能电机(21)转速，计算参考电枢电流和转矩；通过电机编码器采集馈能电机(21)转速，电机电动势常数和转矩常数分别为K_e和K_T，设电机转速为ω，根据e_a＝K_eω计算电机电枢电压，电机等效内阻及外部负载等效电阻分别为r_a和R_L，进一步计算出目标电机电枢电流目标电机电磁转矩T_e＝K_Ti_a；

步骤2，采集馈能电机(21)实际电枢电流，计算其与参考电流之差；

步骤3，以该差值为控制器输入进行PI调节，输出一定占空比的PWM信号；

步骤4，以该PWM信号驱动前述阻尼控制电路模块开关管M1，使其输入端电流逼近参考电流值，馈能电机(21)输出目标转矩，同时给电池充电。