1.一種自供能式車輛主動(dòng)懸架,其特征在于:包括并排設(shè)置在車身(8)與車橋(9)之間的作動(dòng)器(1)和彈簧(2),以及功率模塊電路(3)、超級(jí)電容(4)和控制器(5),所述控制器(5)的輸入端接有用于對(duì)簧載質(zhì)量速度進(jìn)行檢測(cè)的簧載質(zhì)量速度傳感器(6)和用于對(duì)非簧載質(zhì)量速度進(jìn)行檢測(cè)的非簧載質(zhì)量速度傳感器(7),所述功率模塊電路(3)與控制器(5)和超級(jí)電容(4)均連接,所述簧載質(zhì)量位移傳感器(6)設(shè)置在車身(8)上,所述非簧載質(zhì)量位移傳感器(7)設(shè)置在車橋(9)上;所述作動(dòng)器(1)包括活塞筒(1-1)、直線電機(jī)單元、可變阻尼單元、上吊耳(1-2)和下吊耳(1-3),所述活塞筒(1-1)的頂部固定連接有活塞筒上端蓋(1-4),所述活塞筒(1-1)的底部固定連接有活塞筒下端蓋(1-5),所述下吊耳(1-3)連接在活塞筒下端蓋(1-5)的底部;所述直線電機(jī)單元包括從上到下穿過活塞筒上端蓋(1-4)伸入活塞筒(1-1)內(nèi)的活塞桿(1-6),所述上吊耳(1-2)連接在活塞桿(1-6)的頂部,所述活塞桿(1-6)的上部設(shè)置有活塞桿上凸沿(1-8),所述活塞桿(1-6)的下部設(shè)置有活塞桿下凸沿(1-9),所述活塞桿(1-6)的外壁上固定連接有位于活塞桿上凸沿(1-8)與活塞桿下凸沿(1-9)之間的多塊永磁體(1-7),相鄰兩塊永磁體(1-7)的極性相反,所述活塞筒(1-1)內(nèi)設(shè)置有用于將活塞筒(1-1)內(nèi)空間分隔為上部的直線電機(jī)腔與下部的阻尼液腔兩部分的隔板(1-12),所述活塞桿(1-6)穿過隔板(1-12)伸入所述阻尼液腔內(nèi),位于所述活塞筒上端蓋(1-4)與隔板(1-12)之間的活塞筒(1-1)內(nèi)設(shè)置有多塊套裝在永磁體(1-7)外圍的硅鋼片(1-10)和多個(gè)套裝在永磁體(1-7)外圍的初級(jí)線圈(1-11),多塊硅鋼片(1-10)和多個(gè)初級(jí)線圈(1-11)相互間隔設(shè)置;所述阻尼液腔內(nèi)設(shè)置有阻尼液(1-13),所述可變阻尼單元包括固定連接在活塞桿(1-6)下部的活塞(1-14)和設(shè)置在位于所述阻尼液腔內(nèi)部分的活塞筒(1-1)內(nèi)壁上的阻尼液通道(1-15),所述阻尼液通道(1-15)上設(shè)置有多個(gè)比例電磁閥(1-16);所述活塞筒(1-1)的外壁上設(shè)置有控制盒(10),所述功率模塊電路(3)和控制器(5)均設(shè)置在控制盒(10)內(nèi),所述功率模塊電路(3)包括整流器(3-1)、用于為超級(jí)電容(4)充電的超級(jí)電容充電電路(3-2)、用于為初級(jí)線圈(1-11)提供穩(wěn)定的輸入電流的第一可控恒流源電路(3-4)和用于為比例電磁閥(1-16)提供穩(wěn)定的輸入電流的第二可控恒流源電路(3-3),所述超級(jí)電容充電電路(3-2)接在整流器(3-1)與超級(jí)電容(4)之間,所述第一可控恒流源電路(3-4)和第二可控恒流源電路(3-3)均與超級(jí)電容(4)的輸出端和控制器(5)的輸出端連接,多個(gè)初級(jí)線圈(1-11)串聯(lián)后與第一可控恒流源電路(3-4)的輸出端連接,所述比例電磁閥(1-16)與第二可控恒流源電路(3-3)的輸出端連接,所述整流器(3-1)的輸入端與多個(gè)串聯(lián)后的初級(jí)線圈(1-11)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種自供能式車輛主動(dòng)懸架,其特征在于:所述上吊耳(1-2)螺紋連接在活塞桿(1-6)的頂部,所述下吊耳(1-3)螺紋連接在活塞筒下端蓋(1-5)的底部。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種自供能式車輛主動(dòng)懸架,其特征在于:所述隔板(1-12)的上部設(shè)置有密封圈(1-17)。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種自供能式車輛主動(dòng)懸架,其特征在于:所述比例電磁閥(1-16)的數(shù)量為2~6個(gè)。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種自供能式車輛主動(dòng)懸架,其特征在于:所述活塞桿(1-6)的外部設(shè)置有不銹鋼層。
6.一種對(duì)如權(quán)利要求1所述的自供能式車輛主動(dòng)懸架進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
步驟Ⅰ、簧載質(zhì)量速度傳感器(6)對(duì)簧載質(zhì)量速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),非簧載質(zhì)量速度傳感器(7)對(duì)非簧載質(zhì)量速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè);控制器(5)對(duì)簧載質(zhì)量速度傳感器(6)檢測(cè)到的簧載質(zhì)量速度信號(hào)和非簧載質(zhì)量速度傳感器(7)檢測(cè)到的非簧載質(zhì)量速度信號(hào)進(jìn)行周期性采樣;
步驟Ⅱ、控制器(5)將其第i次采樣得到的簧載質(zhì)量速度與非簧載質(zhì)量速度的方向進(jìn)行比較,當(dāng)簧載質(zhì)量速度與非簧載質(zhì)量速度的方向相同時(shí),所述控制器(5)不輸出對(duì)所述第一可控恒流源電路(3-4)的控制信號(hào),第一可控恒流源電路(3-4)不為初級(jí)線圈(1-11)提供電流,所述車輛主動(dòng)懸架工作在饋能工作模式下,具體的工作過程為:車身(8)振動(dòng)帶動(dòng)上吊耳(1-2)運(yùn)動(dòng),上吊耳(1-2)帶動(dòng)活塞桿(1-6)運(yùn)動(dòng),多個(gè)初級(jí)線圈(1-11)與活塞桿(1-6)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),多個(gè)初級(jí)線圈(1-11)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過整流器(3-1)整流后,再經(jīng)過超級(jí)電容充電電路(3-2)給超級(jí)電容(4)充電;同時(shí),所述控制器(5)根據(jù)車輛懸架LQG控制的方法對(duì)其第i次采樣得到的簧載質(zhì)量速度信號(hào)和非簧載質(zhì)量速度信號(hào)進(jìn)行分析處理,得到比例電磁閥(1-16)需要的輸入電流即控制器(5)控制第二可控恒流源電路(3-3)的輸出電流改變比例電磁閥(1-16)的輸入電流進(jìn)而調(diào)節(jié)比例電磁閥(1-16)的開度,調(diào)節(jié)阻尼液通道(1-15)的阻尼力,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述車輛主動(dòng)懸架阻尼力大小的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié);
當(dāng)簧載質(zhì)量速度與非簧載質(zhì)量速度的方向相反時(shí),所述控制器(5)輸出對(duì)所述第一可控恒流源電路(3-4)的控制信號(hào),第一可控恒流源電路(3-4)為初級(jí)線圈(1-11)提供電流,所述車輛主動(dòng)懸架工作在主動(dòng)耗能工作模式下,具體的工作過程為:首先,所述控制器(5)控制第二可控恒流源電路(3-3)的輸出電流為將比例電磁閥(1-16)的開度調(diào)節(jié)到最大時(shí)需要的輸入電流,使阻尼液通道(1-15)的阻尼力變?yōu)樽钚?,減小所述直線電機(jī)單元主動(dòng)響應(yīng)時(shí)所需的主動(dòng)力,降低主動(dòng)耗能工作模式下的能耗;然后,所述控制器(5)根據(jù)車輛懸架LQG控制的方法對(duì)其第i次采樣得到的簧載質(zhì)量速度信號(hào)和非簧載質(zhì)量速度信號(hào)進(jìn)行分析處理,得到多個(gè)初級(jí)線圈(1-11)需要的輸入電流改變多個(gè)初級(jí)線圈(1-11)的輸入電流進(jìn)而調(diào)節(jié)所述直線電機(jī)單元主動(dòng)響應(yīng)力大小,所述直線電機(jī)單元產(chǎn)生的主動(dòng)響應(yīng)力傳遞給車身;其中,i的取值為非0的自然數(shù)。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于:步驟Ⅱ中所述控制器(5)根據(jù)車輛懸架LQG控制的方法對(duì)其第i次采樣得到的簧載質(zhì)量速度信號(hào)和非簧載質(zhì)量速度信號(hào)進(jìn)行分析處理,得到比例電磁閥(1-16)需要的輸入電流的具體過程為:
步驟一、所述控制器(5)根據(jù)公式計(jì)算得到第i次采樣得到的簧載質(zhì)量速度和非簧載質(zhì)量速度對(duì)應(yīng)的車輛懸架LQG控制下的阻尼力Fi,其中,q1為車輛懸架LQG控制的加速度系數(shù)且q1的取值為1~1010,q2為車輛懸架LQG控制的速度系數(shù)且q2的取值為1~1010,q3為車輛懸架LQG控制的位移系數(shù)且q3的取值為1~1010,ti為第i次采樣的時(shí)間;
步驟二、所述控制器(5)根據(jù)公式計(jì)算得到比例電磁閥(1-16)需要的輸入電流其中,bj為阻尼力擬合的常數(shù)項(xiàng)系數(shù)且取值為500~1.5×106,cj為阻尼力擬合的一次項(xiàng)系數(shù)且取值為-1×106~-500,j的取值為0~5的整數(shù)。
8.按照權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于:步驟Ⅱ中所述控制器(5)根據(jù)車輛懸架LQG控制的方法對(duì)其第i次采樣得到的簧載質(zhì)量速度信號(hào)和非簧載質(zhì)量速度信號(hào)進(jìn)行分析處理,得到多個(gè)初級(jí)線圈(1-11)需要的輸入電流的具體過程為:
步驟一、所述控制器(5)根據(jù)公式計(jì)算得到第i次采樣得到的簧載質(zhì)量速度和非簧載質(zhì)量速度對(duì)應(yīng)的車輛懸架LQG控制下的阻尼力Fi,其中,q1為車輛懸架LQG控制的加速度系數(shù)且q1的取值為1~1010,q2為車輛懸架LQG控制的速度系數(shù)且q2的取值為1~1010,q3為車輛懸架LQG控制的位移系數(shù)且q3的取值為1~1010,ti為第i次采樣的時(shí)間;
步驟二、所述控制器(5)根據(jù)公式計(jì)算得到多個(gè)初級(jí)線圈(1-11)需要的輸入電流其中,k為所述直線電機(jī)單元的推力系數(shù)且k的取值為50~150。