一种电磁悬架隔振与馈能的协调控制方法与流程

技术特征：

1.一种电磁悬架隔振与馈能的协调控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1，建立基于双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机的电磁悬架系统；

步骤2，使用速度传感器测量电磁悬架簧载质量垂直速度和双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机动子速度求出非簧载质量垂直速度

步骤3，建立该电磁悬架系统的数学模型；

$\left\{\begin{array}{c}{m}_b{\stackrel{\·\·}{x}}_b=k_s{x}_m+F\\ m_w{\stackrel{\·\·}{x}}_w=-k_s{x}_m-k_t(x_w-x_g)-F\end{array}\right.$

其中，x_w是非簧载质量垂直位移，x_g是路面垂直位移，x_m是双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机动子位移，m_b是簧载质量，m_w是非簧载质量，F是双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机推力，k_s是悬架弹簧刚度，k_t是轮胎刚度；

步骤4，根据车辆驾乘舒适性和操纵稳定性的要求，设计目标性能函数

$\min J=\underset{0\→T}{\lim }\frac{1}{T}{\∫}_0^T(c_s{\stackrel{\·\·}{x}}_b^2+c_g{\left(x_w-x_g\right)}^2+{\left(x_b-x_w\right)}^2)dt$

其中，c_s为簧载质量加速度加权系数；c_g为非簧载质量动位移加权系数；T是路况变化周期。采用拉格朗日原理求出c_s和c_g；

步骤5，根据“天棚”和“地棚”的思想，设计“天棚-地棚”复合控制策略，确定该圆筒直线电机的输出推力

步骤6，根据电磁悬架簧载质量垂直速度和双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机动子速度之间的关系实现电磁悬架隔振和馈能的协调控制；

当时，双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机工作于发电模式，双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机提供制动力；

当时，双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机工作于电动模式，双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机提供推力；

当时，双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机工作于自由模式，双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机不提供推力。

2.根据权利要求1所述的一种电磁悬架隔振与馈能的协调控制方法，其特征在于，所述基于双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机的电磁悬架系统包括内侧定子(7)、外侧定子(1)以及内侧定子(7)和外侧定子(1)中间的长动子(5)，内侧定子(7)、外侧定子(1)长度相等且小于长动子(5)长度；所述内侧定子(7)和外侧定子(1)一侧通过E型非导磁材料管连接成一个整体，E型非导磁材料管与车厢(9)直接固连，悬架弹簧(10)安装在电机长动子(5)与E型非导磁材料管之间，长动子(5)另一侧直接与车轮(11)、轮胎相接；所述E型非导磁材料管的中间开口方向即为长动子(5)的运动方向；所述内侧定子(7)、外侧定子(1)和长动子(5)之间分别具有气隙g₁和g₂；所述气隙g₁和g₂应满足g₁＞g₂，且g₁、g₂均大于零；内侧定子(7)和外侧定子(1)采用不同的结构，内侧定子(7)上设有表贴或者内嵌在电枢上的永磁体(8)，外侧定子(1)上设有放置线圈绕组(2)的电枢；所述的长动子(5)是由n_c个调磁环(6)沿电机轴向均匀排布组成，且调磁环(6)和内定子电枢都是由导磁材料构成；所述导磁环(6)之间是有非导磁材料构成；所述调磁环(6)个数n_c和永磁体极对数n_p以及电机绕组极对数n_w之间满足如下关系式：n_c＝n_p+n_w，从而达到游标调制效应；双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机(15)和控制器(13)之间使用导线相连，控制器(13)和蓄电池(14)之间使用导线相连。

3.根据权利要求1所述的一种电磁悬架隔振与馈能的协调控制方法，其特征在于，双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机的电动与发电模式是根据簧载质量垂直速度和圆筒直线永磁电机动子速度的关系进行切换的。

4.根据权利要求3所述的一种电磁悬架隔振与馈能的协调控制方法，其特征在于，双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机在矢量控制方法下工作于发电模式时，在动子速度小于0.02m/s时，双定子不对称圆筒直线永磁容错游标电机(15)无法保证输出的制动力和馈电电池电压，此时该电机将发电模式切换到电动模式。