43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu

Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 6. Kolokvium Josefa Božka 2011, Praha 7. 12. 2011 V04 - Využití mechatroniky, vozidlové mikroelektroniky a pokročilého integrovaného říz... 43 Lineární elektrické pohony pro řízený podvozek vozidla

43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Popis aktivity Návrh a realizace řídicích algoritmů pro lineární elektrický motor použitý jako poloaktivní aktuátor tlumení pérování automobilu s ohledem na rekuperaci mechanické energie – simulace. Hlavní činnosti Vytvoření simulačního modelu lineárního elektrického motoru. Vytvoření integrovaného simulačního modelu řízeného pérování s lineárním elektrickým motorem. Návrh řízení pérování a simulační experimenty. Porovnání odezvy řízeného pérování s lineárním elektrickým motorem s odezvou ideálního a tradičního pasivního tlumiče. Experiment HiL. 1M0568

Str. 1

Michael Valášek, ČVUT v Praze


43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Motivace

• Dosažitelné vlastnosti řízeného pérování závislé na dynamice pohonu • Dynamika lineárního elektrického motoru velmi příznivá • Možnost náhrady řízeného tlumiče lineárním elektrickým motorem •Realizovatelnost náhrady tradičního tlumiče lineárním elektrickým motorem 1M0568

Str. 2



43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Simulační model lineárního elektrického motoru

1M0568

Str. 3



43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Simulační model řízeného pérování s lineárním elektrickým motorem

Extended Ground-Hook

1M0568

Str. 4



43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Celkové porovnání odezvy řízeného pérování s lineárním elektrickým motorem s odezvou ideálního a tradičního pasivního tlumiče

1M0568

Str. 5



43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Studium řízeného podvozku s dynamickým tlumičem

1M0568

Str. 6



43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Studium řízeného podvozku s dynamickým tlumičem Jízdní pohodlí

Frekvenčně 1M0568

Copernicus ramp Str. 7



43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Studium řízeného podvozku s dynamickým tlumičem Síly do vozovky

Frekvenčně 1M0568

Copernicus ramp Str. 8



43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Řízení pérování pomocí konceptu Hinf Spotřeba-rekuperace energie

1M0568

Str. 9



43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu.

Experimenty HiL Experimentální zařízení – HiL zkušební stolice:

Síly do vozovky při ABS brždění hilabs_mr_egh1.mat

-1500

"Model Root"/"RoadForce[N]"/"In1"

-2000

-2500

-3000

-3500

-4000

-4500

-5000

0

1M0568

Str. 10

0.5

1

1.5

2

2.5

3



43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Právě udělený evropský patent „Zařízení pro tlumení vibrací pohybujícího se objektu“ Řízené tlumení torzních vibrací pohonného řetězce kyvadlovými tlumiči s prostory vyplněnými magnetorheologickou kapalinou a ovládanými a měřenými bezdotykově zvnějšku EP2286109 (A2)

1M0568

Str. 11



43A161 Aplikace lineárního elektrického motoru jako tlumiče pérování automobilu – experimenty. Popis aktivity Návrh a realizace řídicích algoritmů pro lineární elektrický motor použitý jako poloaktivní aktuátor tlumení pérování automobilu s ohledem na rekuperaci mechanické energie – simulace. Hlavní činnosti Vytvoření (rekonstrukce) simulačního modelu lineárního elektrického motoru. Vytvoření simulačního modelu řízeného pérování s lineárním elektrickým motorem, alternativní koncepty. Simulační experimenty. Porovnání odezvy řízeného pérování s lineárním elektrickým motorem s odezvou ideálního a tradičního pasivního tlumiče.

Ověření vybrané varianty na experimentálním standu technologií HIL 1M0568

Str. 12



43A161 Aplikace lineárního elektrického motoru jako tlumiče pérování automobilu.

Zkušební stolice Zkušební stolice pérování čtvrtauta

Zkušební stolice pro měření tlumiče

1M0568

Str. 13



43A161 Aplikace lineárního elektrického motoru jako tlumiče pérování automobilu. B=2000 Nm-1s

Výsledky měření – řídicí jednotka 10kHz.

mereni_20100915_014.mat

mereni_20100915_014.mat

600

1000

1

400

0.5

0

Real Force [N]

0

200

Velocity [m/s]

Real Force [N]

500

0

-200

-400 -500

-0.5

-600

-1000

-1 2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

2.8

-800 -1

2.9

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2 0 0.2 Velocity [m/s]

0.4

0.6

0.8

1

• Lineární chování pro nižší rychlosti a nižší požadované tlumení • Omezení dosažitelné tlumicí síly • Rozumně dosažitelné lineární chování pro B=2000-20000 Nm-1s 1M0568

Str. 14





mereni_20100915_016.mat 100

mereni_20100915_016.mat

50

0.25 0.2 0

0

0.15

0 -0.05 -200

Velocity [m/s]

Real Force [N]

0.05

Real Force [N]

-50

0.1

-100 -150 -200

-0.1 -0.15 -0.2

-250 -300

-0.25 -350

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5 -0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0 0.05 Velocity [m/s]

0.1

0.15

0.2

• Rozumné lineární chování 1M0568

Str. 15





mereni_20100915_017.mat

mereni_20100915_017.mat 400

300 0.3

200 200

0.2

100

-200 -0.1

-0.2

-400

Real Force [N]

0

Velocity [m/s]

Real Force [N]

0.1 0

0 -100 -200 -300 -400

-0.3 -600

-500 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

-0.2

• Stále lineární chování 1M0568

Str. 16

-0.15

-0.1

-0.05


0.1

0.15


0.2




mereni_20100915_018.mat

mereni_20100915_018.mat 0.3

400

400 0.2

200

200

0 -200 -0.1 -400

Real Force [N]

0

Velocity [m/s]

Real Force [N]

0.1

0

-200

-400 -0.2

-600

-600 -0.3 2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05


0.1

0.15

• Omezení lineárního chování pro větší rychlosti 1M0568

Str. 17


0.2


43A161 Aplikace lineárního elektrického motoru jako tlumiče pérování automobilu. Výsledky měření – aktivní řízení – skoková změna tlumicí konstanty mereni_20100915_013.mat 0.04

mereni_20100915_013.mat

2000

-150

2000

0.04

0.03 0.03

-160

-200 -0.02

-180 1500 -190

0.01

0

-0.01 -200 -0.02

-0.03

-210

-0.03

-220 4.75

-0.04

1000 -300 3.5

4

4.5

5

5.5

-0.04

1000 4.68

4.69

4.7

4.71

4.72

4.73

4.74

• Nelineární vlastnosti, nutný ještě vývoj 1M0568

Str. 18


Motor Current [A]

-0.01

-170 Real Force [N]

0

Motor Current [A]

1500

0.01

Suspension constant [Ns/m]

0.02

-100 Real Force [N]

Suspension constant [Ns/m]

0.02


43A162 Realizace jednoduché zkušební stolice s lineárním elektromotorem jako funkční vzorek pro ověřování algoritmů Popis aktivity Realizace jednoduché zkušební stolice s lineárním elektromotorem jako funkční vzorek pro ověřování algoritmů řízení kmitavé soustavy. Hlavní činnosti Specifikace řídicí a silové elektroniky pro užití lineárního motoru. Konstrukce funkčního vzorku řídicí a silové elektroniky pro zkušební stav s maximálním využitím možností vývojového systému dSpace, Matlab a Simulink. Konstrukce funkčního vzorku koncepce motoru s volnými písty. Konstrukce funkčního vzorku zkušební stolice lineárního motoru jako aktivního – poloaktivního tlumiče.

1M0568

Str. 19



43A162 Realizace jednoduché zkušební stolice s lineárním elektromotorem jako funkční vzorek pro ověřování algoritmů řízení kmitavé soustavy Návrh nové kinematické koncepce motoru s volnými písty (přihláška patentu)

1M0568

Str. 20



43A162 Realizace jednoduché zkušební stolice s lineárním elektromotorem jako funkční vzorek pro ověřování algoritmů řízení kmitavé soustavy

Po odpojení pístové skupiny lze využít prostor pro montáž zkoumané zátěže zkušební stolice

1M0568

Str. 21

Detail přídavného pružinového systému u funkčního vzorku LCE-02P




1M0568

Str. 22




blokové schéma el. části

1M0568

Funkční vzorek elektronické řídicí jednotky:

Str. 23

experimentální stolice


43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu

Recommend Documents