43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu.

Transkript

1 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. 1M568 Str. 1 Michael Valášek, ČVUT v Praze

2 Motivace Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka 43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. 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 1M568 Str. 2 Michael Valášek, ČVUT v Praze

3 43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Simulační model lineárního elektrického motoru 1M568 Str. 3 Michael Valášek, ČVUT v Praze

4 43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Simulační model řízeného pérování s lineárním elektrickým motorem Extended Ground-Hook 1M568 Str. 4 Michael Valášek, ČVUT v Praze

5 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 1M568 Str. 5 Michael Valášek, ČVUT v Praze

6 43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Studium řízeného podvozku s dynamickým tlumičem 1M568 Str. 6 Michael Valášek, ČVUT v Praze

7 43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Studium řízeného podvozku s dynamickým tlumičem Jízdní pohodlí Frekvenčně Copernicus ramp 1M568 Str. 7 Michael Valášek, ČVUT v Praze

8 43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Studium řízeného podvozku s dynamickým tlumičem Síly do vozovky Frekvenčně Copernicus ramp 1M568 Str. 8 Michael Valášek, ČVUT v Praze

9 43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Řízení pérování pomocí konceptu Hinf Spotřeba-rekuperace energie 1M568 Str. 9 Michael Valášek, ČVUT v Praze

10 43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu. Experimenty HiL Experimentální zařízení HiL zkušební stolice: -15 Síly do vozovky při ABS brždění hilabs_mr_egh1.mat "Model Root"/"RoadForce[N]"/"In1" M568 Str. 1 Michael Valášek, ČVUT v Praze

11 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 EP (A2) 1M568 Str. 11 Michael Valášek, ČVUT v Praze

12 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 1M568 Str. 12 Michael Valášek, ČVUT v Praze

13 43A161 Aplikace lineárního elektrického motoru jako tlumiče pérování automobilu. Zkušební stolice Zkušební stolice pro měření tlumiče Zkušební stolice pérování čtvrtauta 1M568 Str. 13 Michael Valášek, ČVUT v Praze

14 43A161 Aplikace lineárního elektrického motoru jako tlumiče pérování automobilu. Výsledky měření řídicí jednotka 1kHz. B=2 Nm -1 s 1 mereni_21915_14.mat 1 6 mereni_21915_14.mat Real Force [N] Velocity [m/s] Real Force [N] Lineární chování pro nižší rychlosti a nižší požadované tlumení Omezení dosažitelné tlumicí síly Velocity [m/s] Rozumně dosažitelné lineární chování pro B=2-2 Nm -1 s 1M568 Str. 14 Michael Valášek, ČVUT v Praze

15 43A161 Aplikace lineárního elektrického motoru jako tlumiče pérování automobilu. Výsledky měření řídicí jednotka 1kHz. mereni_21915_16.mat B=5 Nm -1 s mereni_21915_16.mat 1 Real Force [N] Velocity [m/s] Real Force [N] Velocity [m/s] Rozumné lineární chování 1M568 Str. 15 Michael Valášek, ČVUT v Praze

16 43A161 Aplikace lineárního elektrického motoru jako tlumiče pérování automobilu. Výsledky měření řídicí jednotka 1kHz. B=1 Nm -1 s 4 mereni_21915_17.mat.3 3 mereni_21915_17.mat Real Force [N] Velocity [m/s] Real Force [N] Stále lineární chování Velocity [m/s] 1M568 Str. 16 Michael Valášek, ČVUT v Praze

17 43A161 Aplikace lineárního elektrického motoru jako tlumiče pérování automobilu. Výsledky měření řídicí jednotka 1kHz. B=2 Nm -1 s 4 2 mereni_21915_18.mat mereni_21915_18.mat Real Force [N] Velocity [m/s] Real Force [N] Velocity [m/s] Omezení lineárního chování pro větší rychlosti 1M568 Str. 17 Michael Valášek, ČVUT v Praze

18 Výsledky měření aktivní řízení skoková změna tlumicí konstanty Suspension constant [Ns/m] 43A161 Aplikace lineárního elektrického motoru jako tlumiče pérování automobilu mereni_21915_13.mat -1-2 Real Force [N] Motor Current [A] Suspension constant [Ns/m] 2 15 mereni_21915_13.mat Real Force [N] Motor Current [A] Nelineární vlastnosti, nutný ještě vývoj 1M568 Str. 18 Michael Valášek, ČVUT v Praze

19 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. 1M568 Str. 19 Michael Valášek, ČVUT v Praze

20 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) 1M568 Str. 2 Michael Valášek, ČVUT v Praze

21 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 Detail přídavného pružinového systému u funkčního vzorku LCE-2P 1M568 Str. 21 Michael Valášek, ČVUT v Praze

22 43A162 Realizace jednoduché zkušební stolice s lineárním elektromotorem jako funkční vzorek pro ověřování algoritmů řízení kmitavé soustavy 1M568 Str. 22 Michael Valášek, ČVUT v Praze

23 43A162 Realizace jednoduché zkušební stolice s lineárním elektromotorem jako funkční vzorek pro ověřování algoritmů řízení kmitavé soustavy blokové schéma el. části Funkční vzorek elektronické řídicí jednotky: experimentální stolice 1M568 Str. 23 Michael Valášek, ČVUT v Praze