篇一:《主动降噪技术简介》
主动降噪技术介绍
一、主动降噪技术起源
主动降噪概念是BOSE公司创始人Amar G. Bose博士在一次飞行旅途中由于受不了飞机噪音而提出的。1989年，BOSE主动降噪耳机推出，但主要用于商业以及军用战场上，真正量产到民用还是在2000年。之所以要采用主动降噪耳机，一方面是因为某些噪音是无法通过物理方式隔绝的，另一方面，很多情况下，噪音来自于多方面，我们无法通过传统方法来进行降噪。
二、主动降噪技术应用
2013年3月1日，美国著名汽车品牌凯迪拉克在中国正式发布行政级轿车XTS。这款车采用了大功率2.0T和3.6L发动机，搭载了MRC电磁悬挂技术以及CUE系统。作为一个汽车迷，XTS的确是2013年最为热门的车型，但我们今天关注的不是它的动力或是悬挂，而是这套BOSE ANC主动降噪系统。
根据凯迪拉克官方描述，XTS系列车型通过位于发动机转速和车舱内的麦克风来判定并收集环境噪音，同时通过音响来发出相反的波抵消，原理类似于我们目前使用的主动降噪耳机。但主动降噪技术运用于非耳机产品线上的案例并不多，主动降噪技术能否在今后人们日常生活中起到作用？在探讨这个话题之前，先让我们来简单了解下降噪技术。
三、主动降噪技术原理
其实主动降噪的理论十分简单，“声波”是我们中学物理课程中都会学到的理论。声音的传播是通过介质的振动来实现，波与波之间如果呈反相则会在理论条件下实现抵消。这就好比平静的湖中两组不同方向的波浪相互抵消一个道理。
四、主动降噪在中国
篇二:《悬架简介》
1.介绍
1.1引言{bose,电磁悬挂}.
现在的汽车依赖很多的电子控制系统。其中有些是独立的，这些独立的控制器实现特定功能，而其他的是由更高级协别逻辑控制器协调工作的。汽车控制系统包括制动控制，牵引力控制，加速度控制，横向稳定控制，悬架控制等等。这种系统旨在提升驾驶和操控性，安全性，驾驶舒适性和驾驶愉悦性。本书重点在于半主动悬架控制。这项工作的目的是给出基于智能阻尼装置的车辆半主动系统提供理论和设计方面的综合性的概述（包括几个案例研究）
通过外部激励隔离传送回力是悬挂系统的根本任务。解决机械振动控制的问题通常是在振动源和所要保护的结构之间放置由弹簧元件并联耗散元件组成的悬架。悬架用在移动应用中，如越野车，或者在非移动的应用中，如振动机械或土木结构。对于车辆，一个经典的汽车悬架目的在于通过弹簧元件和粘滞阻尼器缓和路面的冲击（减震器），从而提高轮胎抓地性和操控稳定性。
悬架弹性元件是由弹簧构成（线圈弹簧以及空气弹簧和钢钢制弹簧），而阻尼元件通常是年至阻尼器。装置中的粘性流体通过节流孔起到阻尼作用；阻尼特性取决于流体的物理性质（主要是粘度），节流孔和阻尼器的几何形状，不同的力-速度特性。这种技术是非常可靠，自上世纪已经开始使用（巴斯托，1993）。然而它是可以通过其他手段达到减震的效果，后面将会讨论。
弹簧系数和阻尼系数是根据乘坐舒适性，轮胎抓地性和操作稳定性指标进行选择的。悬架装置应该能够降低车体的加速度和在一定工作空间范围内的轮胎动载力。根据车辆的类型，要么减小车体加速度，要么减小轮胎动载力，性能指标突出强调一方面。区别汽车的应用（例如，旋转机械，土木结构振动控制）舒适性指标通常不是所研究问题，而会存在其他指标，例如一些量的最大值（位移，速度等）。
为了在工作频率的整个范围达到可接受的特性，被动悬架固有的局限性作为选择弹簧系数和阻尼系数的权衡的因素。由线性系统理论可知，一个自由度（1DOF）弹簧–质量-阻尼器系统（由一个二阶线性微分方程模型）在谐振频率附近具有高阻尼性能，远离谐振频率表现为低阻尼性能，而低阻尼系统则与之相反（rao，1995）。
相互矛盾的要求之间的折衷的必要性激励了对控制悬架系统的研究，其中，弹性和阻尼特性是由闭环控制的。通过使用一个外部电源和反馈控制执行器，可以设计优于任何被动系统的控制悬架系统。
在控制器的设计过程中，外部的能量产生智能悬架所需的控制力是必须考虑的一个重要问题。控制器的设计必须以达到一个可接受的控制效果和能量消耗之间的权衡。从这个角度来看，该控制策略可以分为两大类：主动和半主动。
通常，主动控制策略需要大量的能量，以产生所需的控制力。一个全主动系统可以提供比被动系统更好的性能。然而在许多工程应用中，只有在一个复杂的和开销较大的系统，需要大量的能源消耗大和要求较高的可靠性问题中，要实现这一目标，复杂度和花费都会很大，还存在能量消耗大和可靠性问题。特别是在设计一个主动控制系统时，两个重要的方面必须考虑：电源的潜在的故障，以及大量的机械能输入到内部结构会存在潜在的控制系统的不稳定（在受限制输出的意义上的）。因此，对不利和错误模型必须认真分析并采用故障安全设
计。
半主动控制装置具有与被动悬架相媲美的可靠性，同时具有完全主动系统的通用性和适应性，而不需要大的电源。半主动悬架的阻尼量可以实时调整。因此，在控制系统中，大多数的半主动设备根据采用控制策略产生对阻尼力调制。相对于主动控制装置，半主动控制装置不能将机械能输入到控制系统中，因此，没有潜在的破环性。这种设备有可变孔口阻尼器，可控摩擦阻装置和可控流体阻尼器（例如，电流变和磁流变流体）
=
图1.1.被动控制悬架的插图（1 -被动弹簧，2 -被动阻尼器，3-致动器，4-可控阻尼器）
对于最简单的（1DOF）基本汽车悬架模型，在图1.1中用图进行说明。
如前所述，悬架算法的目的是降低底盘的加速度以及轮胎动载力。底盘加速度和汽车的平顺性和舒适性相关，轮胎动载力与轮胎抓地性和操作稳定性相关。
减小动态轮胎力可以使车辆具有更好的操作性，例如转向力，牵引和制动与路面有关，这可通过半主动方法控制。行驶和操纵性能可以通过施加于底盘和轮胎力和力矩量化。
舒适性是更难以量化，虽然存在评估标准，但它的评估是一个有争议的问题，因为它本质上是一种主观的问题。在1.5节中的舒适性评价标准的研究中将对此做出说明。
1.2悬架的发展
像许多其他的车辆系统，悬架与交通技术的发展紧密相关。几个世纪以前，车辆没有配备任何形式的悬架。后来，在8世纪，一种基于铁链系统的原始的悬架发展。在17世纪金属弹簧发展起来，不久后有了钢制弹簧。直到上世纪不同的设计发展起来，同时基于弹簧和阻尼器的悬架的概念也开始发展。
早期的汽车行驶的研究可以追溯到20世纪20年代和30年代（Lanchester，1936）。对操控和转向动力学研究是在20世纪50年代以后，它是由Miliiken WF 和Milliken DL（1995）提出来的以及随机振动理论在汽车研究中的应用。具有更强的处理能力的数字计算机和为日益复杂的多体车型为生产出更多，更复杂的设计做出了贡献。
悬架优化的实现不仅要通过对弹簧和阻尼器协调的精心设计，而且通过提高悬架的其他部件的设计（例如，橡胶衬套和配件），以便更好地利用他们的阻尼性能，以获得一个整体的平顺性的改进，并通过悬架几何形状适当的设计（链接，武器，杠杆）实现悬架优化。对悬架及其运动学的机械设计研究不在这本书的范围内。仅是简明概述。该课题的文献有很多(与悬架的机械设计和悬架发展相关的网站有 /suspension_bible.html /content/en/import/zf_konzern/startseite/f_e/nutzen_fuer_unsere{bose,电磁悬挂}.
_kunden/variable_daempfungssysteme/Variable_Daempfungssysteme.html)
目前许多车辆都有某种形式的控制悬架。首次开发主动悬架的F1赛车：在1983年，Louts是第一辆配备的是一个主动系统的汽车（贝克，1984；米利肯，1987）。除了赛车，经过长时间对主动系统的研究和开发，主动系统也将适用道路车辆（特别是轿车）。Hillebrecht等人（1992）15年前，从汽车制造商的角度，讨论客户利益和技术挑战之间的权衡。Merrcedes从事主动悬架的工作已经很多年了，奔驰CL跑车（Cross，1999）配备了一个完全集成的悬架和牵引力控制系统。Citro?N的雪BX模型拟合自矫直机系统和 Xantia Activa配备主动防侧倾杆。丰田工作在控制悬架下，例如丰田赛利卡（yokoya等人。，1990）以及沃尔沃（tiliback和育雏，1989）。现在大量的高端的汽车都装有半主动悬架（奔驰，兰博基尼和法拉利汽车，等等）
基于磁流变半主动悬架用在一批高分段市场车型中，这些汽车使用的是基于磁流变阻尼Delphi MagneRideTM ((GTB。
另一个值得一提的悬架是由Dr Amar Bose 设计的Bose?线性电磁感应悬架，这是用线性电动机和功率放大器，代替不是弹簧和阻尼器。
（/features/news/0410_bose_suspension/）。
1.3主动和半主动悬架的科学文献
在技术和科学文献中描述了关于悬架控制系统的大量工作原理。第一篇论文讲的是主动悬架，可以追溯到20世纪50年代（菲德斯比分子，1954）。首先回顾了由Hedrick和Wormel（1975）提出的控制悬架的论述。另一个是由Goodall和Kortüm 1983研究产生的主动悬架技术。几年后，Sharp和Crolla（1987）以及Crolla和Aboul Nour（1988）提出的各种类型的悬架的优点和缺点的比较评价。另一个历史的回顾是Crolla试图提出一些设计准则
（1995）。一个全主动悬架设计的首选是驱动类型。致动器可以是液压，气动或电磁，或混合溶液。Williams等人（1996）分析了油气执行器的优点。马丁斯等人（1999）提出了一种混合电磁控制悬架。Satoh等人(1990)提出的采用压力控制的液压致动器，而不是流量控制的主动悬架。
主动悬架对于控制工程师是一个具有挑战性的领域。所有主要的控制技术在过去的30年中已被发展并广泛应用于车辆悬架的控制问题。本研究概述如下。
首先必须强调，在控制算法设计中的一个主要问题是车辆和悬架参数的识别。他们的错误识别可以破坏最先进的控制系统的性能，该控制系统是由非常精确的数学技术设计的。Majjad（1997），Tan和Bradshaw（1997）解决汽车悬架的参数识别问题。就舒适性和轮胎抓地性而言，悬架相互矛盾的要求之间的权衡的必要性导致了优化技术的使用。1976汤普森研究了四分之一的汽车模型，并采用最优线性状态反馈理论设计控制悬架；;Chalasani（1987）采用了全车型优化主动驾驶性能。Sammier等。（2000年）提出了主动悬架的H∞算法。
汽车驾驶条件变化取决于道路情况和速度。这表明，自适应控制中的一些形式的必要性。Hac（1987）实现了这种方案。其他类型的自适应控制提出了超过多年。 Ramsbottom等人（1999），Chantranuwathana和Peng（1999）研究了主动悬架的自适应鲁棒控制方案
鲁棒控制，解决不确定参数系统的控制原理，研究人员也已经进行了大量的研究。Mohan和Phadke（1996）研究了四分之一汽车变结构控制器，。Park和Jim（1998）将这一研究扩展到全7自由度行驶模型。yagtz等人（1997），Jim和Ro（1998）等人研究了滑模控制。混合模糊控制器是由Al-Houlu等人提出的。（1999）。
对越野车的主动悬架系统进行了研究（Crolla等人。，1987）。Stayner（1988）提出了一种主动悬架农用车。Goodall等（1981）指出用于到铁路应用中的主动悬架已经开始研究了。
半主动悬架是在20世纪70年代首先由（克罗斯比，1973；Karnopp等。1974）提出来的，代替昂贵的，高度复杂和高要求主动系统。Rakheja和Sanker（1985）以及Alanoly和Sanker（1987）在主动和半主动隔离器中做了类似的工作。与被动系统相对的研究是由
Margolis（1982）以及ahmadian和Marjoram（1989）提出的。这项工作最吸引人的特点是，控制策略是在相对位移和速度的测量的基础上。在Crolla(1995)的回顾中可以找到。
被称为天棚阻尼的控制方案，以汽车的车身垂直绝对速度的测量为基础（目的是达到相同的阻尼力，减震器连接到天空中的一个理想的惯性产生的），是在20世纪70年代由Karnopp（Alleyne等人，1993）提出的，天棚阻尼仍使用大量的变量。Yi和Song（1999）提出自适应控制的天棚控制。一些作者（Chang与Wu，1997），为了提高舒适性，设计了一个基于生物，神经肌肉控制系统的悬架。最近，Liu等人。（2005）研究了四种不同的基于
天棚阻尼控制和平衡控制策略的半主动控制策略。
减小动态轮胎力是一项难题。科尔等人。（1994）在理论和实验方面投入了大量的工作，同时Valasek等人研究了地棚控制逻辑（1998）减少动态轮胎力
对半主动悬架的应用而言，他们已经设想不仅为轿车，也为其他类型的车辆。Besinger等人。（1991）研究了半主动阻尼器应用于卡车。一种列车应用天棚算法是由Ogawa等人研究（1999）。米勒和诺布斯（1988）研究了半主动悬架军用坦克。由马戈利斯和诺布尔（1991），以控制大型越野车的垂荡和横摇运动进行了一项研究。
相对主动系统，已经提出了用于半主动悬架各种控制方案：自适应方案（Bellizzi和Bouc，1989），最优控制（Tseng和Hedtrick，1994），LQG（线性二次高斯）方案（Barak和Hrovat，1988）以及鲁棒算法（titli等人。，1993）。Crolla和Abdel- Hady（1988）提出了全车辆模型的多变量控制器。由Hac（1992），Hac和Youn（1992）提出了预览控制，滚动时域控制是由Ursu等人1984）研究的，H∞最优控制是由Moran和Nagai（1992）提出的。
groenewald和Gouws（1996）提出了一个解决方案，他们建议通过闭环控制来调整轮胎压力来提高汽车稳定性和操控性。通过控制轮胎压力可以控制轮跳共振和提高所谓的平顺性，即，性能接近车轮跳共振（Shaw，1999）以及提高轮胎的寿命和减少燃料消耗。
在过去的几年里，对人工智能技术应用到悬架系统做了大量的工作。神经网络和模糊逻辑（Vemuri，1993；Agarwal，1997）已经在该领域吸引了众多研究者的注意（Moran和 Naga，1994；Watanabe和Sharp，1996和1999；GhaziZadeh等.1997.；吉村等人。，1997）。
这个简短的调查显示，大量的研究已经和将继续为实现便宜，可靠的汽车悬架控制系统的设计而努力。
1.4汽车的舒适性
虽然抓地性能和操控可以通过车辆的动力学方程的分析可以客观量化，对于舒适性就不可以来量化，因为它本来就是一种主观的问题。乘坐品质，驾驶愉悦性都与在行驶的过程中乘客的舒适性和驾驶感觉相关。传送到乘客振动源于很多原因，包括（其中包括），道路不平整，气动力和气动发动机和动力传动引起的振动。道路不规确实是振动的主要来源。一个舒适的车辆，振动必须保持一定的界限内。为了建立这些边界，首先必要的是评估和量化如何测量舒适性。
目前还没有一个普遍接受的方法来评估人体对振动的敏感性，人的反应是相当主观的并且取决于一些因素。首先，必须强调指出，传送至轮胎的道路力是不对称的。颠簸的发生时，垂直向上的加速度可以达到几个重力加速度，而如果遇到一个坑洞，垂直向下的加速度不超过一个重力加速度的大小。这也是为什么对于约束和反弹冲击，液压阻尼器要采用非对称性的设计的原因。
同样，人体对振动呈现不对称反应：如果向上或向下施加一个给定幅值的垂直加速度，身体的反应不同。人们对重力的增加比对重力的减少有更好的承受能力（例如，在乘坐快速电梯的经验）。同样，伴随低辊中心的运动（如船舶的滚动和纵摇）比具有高辊中心的麻烦而且容易诱发晕车。从这些方面考虑，舒适度测试证明了仅有正弦输入是不够的，但仅限于用于比较和基准目的。然而，即使应用一个多谐输入，对体重多或少敏感的多种频率进行衡量也是困难的。
篇三:《电磁减震器设计中英文对照》
附录
电磁减震器设计
摘要
卡车的减震器一般经常在潮湿、振动的路面行驶条件使用，然而由于道路粗糙，在常规能源减震器不使用任何方法得到消退热。蓄热式电磁减震器为这些问题提供了一种解决手段，回收能源、振动消退方面在配置蓄热式电磁减振器研究人员已开发了这个项目：一个线性装置和一个旋转装置，在实验室中测试的立场和在一个小全地形车是形容这些冲击表现。
缩略语：
Bi—磁性(T)
f —频率(Hz)
F—力（N）
H—圆环高度杆(mm)
I —电流（I）
K—常数
L—长度（mm）
一. 引言
2001年Goldner等人提出的电磁减震器(EM)在电力能源利用方面可以缓解能源衰退。2003年古普塔等人，研究了现有的能源从停止作为吸收剂的小汽车和卡车驱动超过各种类型的道路。2000年格雷夫斯等人，研究了在蓄热式阻尼，他们提到再生能源很少，只有电动车发展才能缓解能源压力。他们还提出如何建立健全的议案的建议，以增加可回收的能源;不过，在车辆动力学方面这可能有负面影响。通过研究人员得到另一个有意义的观察，这样的储存能量装置应是该设备的输出电压必须大到足以克服障碍的能力。
在1996年Suda and Shiba研究了一种混合暂停系统，主动控制和被动控制是通过低频率，在通过高频率由一个能源再生阻尼器控制。{bose,电磁悬挂}.
在1993年Fodor和 Redfield试图设计一套蓄热式阻尼器。然而，这是有必要的，他们碰到设计的局限性健全设备投入的动力机械量，因为现有的能源是能源存储存在短缺。
1989年卡诺普研究电磁涉及在设计直线永磁汽车作为变量的机械阻尼器。1986年，布朗等人研究的金额能源消退在汽车减震器。 n —转数（次/mm） P —功率（W） Rc—线圈的总电阻 RL—抵抗外部负载 v —速度（m/s） V —电压（V）
2005年有趣地注意到，Rani在一本杂志上宣布，百色发言人（制造商著名的百色）经过24年的秘密研究已建立了电磁减振器，然而，没有数据可在表现这些能量的休克吸收。
二. 蓄热式冲击设计
两个蓄热式冲击设计，指定作为Mark1和Mark2，该商标的一减振器安装在一个测试汽车如图1。该商标的一组成几个非常强大的永磁体的展开，以外套筒和动圈式展开一个滑动电枢，磁场产生电力通过线圈如图2。
一张照片的Mark2休克安装在同一汽车是显示如图3。Mark2构成一小直流电动机再加上一杆臂由一个系统齿轮，大约为电机之一的杠杆。这个结果在一较大的输出功率，对于给定的位移杆臂的杠杆直接连接到马达。
图1 Mark1减振器安装在车辆测试
图2永磁线圈装配
图3 Mark2减振器安装在车辆测试
三. 车辆和车辆动力学测试
测试车辆是一个很小的全地形车（ATV），轴距1.16米，建造该车辆可以轻松地修改暂停制度。减振器内螺旋压缩弹簧位于原来后方，这是可调提供共振机会的特点。为进行测试与测试车辆，原来的减振器是积极的和可以考虑在同向平行测试休克。收集数据，便携式模拟录音机展开，以前行李的载体和动力来自车辆电池。对于一些测试，各种加速度分别采取向汽车悬架系统。那个测试车辆如图4。
图4测试车辆与便携式模拟磁带录音机
车辆的动态示意图如图5，数字显示，车辆穿越了4×4矩阵（实际尺寸89×89mm）。当汽车的前轮用杠杆支撑，用升降机影响压缩减振器。另外的减振器发生压缩时（1为箭头指向的数字），后轮支撑梁（2为箭头指向的数字）。因此，每一个完整的导线的光束具有两个输出脉冲。为了均匀性，完整的一系列的试验是结论冲压对一超氧化物歧化酶的领域，其中梁仍留在
大约在同一地点。
四.电磁
其次，电磁理论的电磁冲击吸收应用的例子，该商标为休克。这休克共分三个部分：永磁部分、线圈部分、装配部分，显示在图2中。电压在诱导的冲击时，绕组线圈大会的举动相对磁铁装配。那个意见为，使活塞之间的线圈和磁铁装配一样。
图5车辆动力学
4.1发电机设计
磁铁由一同中心地被一更大直径靠外磁铁堆包围的里面磁铁栈构成. 每一栈由三沿轴方向使被两个铁极分开，磁铁有磁性和位于栈的末端的二个附加极磁铁构成。使各向异性的永磁体磁铁被使用，这样以致磁铁的极性被选择光线的磁通发自到双方每一铁极，那个里面的磁极环增加靠外极环。指出从环流的光线的方向与每一环流的末端是相反的。此外，通过两个末端磁环流是在内部极中响应的大约一半的.为了估计准确,一磁环光线的通量密度被假定发自从末端磁环内部0.5T到无穷，线圈由一个同中心地被一个更大直径靠外线圈包围的里面线圈构成.每一线圈由四根连续不断25#电磁线组成，铁随着大约800次打电报.但是,每一线圈是变为四部分损坏了的，分隔的磁铁，每个线圈部分是围绕着不同的铁极。相邻的区段磁盘的方向正好相反，每个线圈相临，以容纳逆转的径向通量，换句话说,在每一段线圈中都有同样的极性引起电压。
5运动仿真
速度输入到减振器据估计，从一个分析模型卡车得到某一特定道路输入的资料。该模型是基于一份报告，由联邦公路政府当局（Strai等人， 1998年）。政府当局把一辆卡车能被当四分之一，卡车仅(弹起方式或者一半卡车((弹跳和高音方式)或者完整卡车（弹跳，足球场，和轧辊模式)，做示范展示的是最简单的四分之一车模型。那个四分之一卡车模范被在图6 中显示：
u-道路侧面投入； kt-轮胎跳过常数；{bose,电磁悬挂}.
mu-不弹起的主体； xu-取代不弹起的主体；
ks-悬架弹簧常数 ； CS-悬架阻尼常量；
ms-跳过大量跳过主体； xs-损坏了的放置；
图6四分之一卡车模型
在微米的速度和如同被让步那样ms(x_ux_s)中差异将是向减震器速度输入，等式的空间形式为：
首先减震器相对速度速度的rms是精心设计目的，以及悬浮阻尼协同因素随之发生价值被用来计算能量驱散，为Mark 2震动使用阻尼常数，预言一大约416 W的最大能量在理论上仿真。
6.结果
Mark1震动是在一个电动力的摇动刷上受试验，震动的底座被从一直立支撑,如图7中展示那样，和活动的杆被通过一个阻抗头儿把装到一个控制棒上，摇动者被运作使用正弦居住在确定频率，里面线圈的末端这样以致合并电压能是很小的,和靠外线圈的一末端被连接的.其它末端被把与各种各样抵抗力连接起来。下一步，产生力量从跨过一闻名抵抗力(这种情况下电阻为33Ω)装入盒子电压的度量，与结果相比，与预测的能力相比。为开路电压Eq. 5作为以及所产生的电力，有接近之间的的理论预测（开路电压为0.69 V、电阻33Ω和阻力3.8瓦特）和实测值（开路电压
篇四:《汽车悬架新技术》
汽车悬架新型技术{bose,电磁悬挂}.{bose,电磁悬挂}.
悬架是汽车的车架与车桥或者车轮之间的一切传力，连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的振动（振动技术)，以保证汽车能平顺行驶。在这个过程中，车辆振动的机械能被转变为热量散发到大气中，这是对能量的一种浪费。馈能式悬架是在缓冲振动冲击力，衰减振动的同时，回收一部分振动能量的新型悬架结构。
全球能源日趋紧缺，发展节能技术已成为汽车工业的重要趋势之一。车辆上普遍存在着能量的浪费现象（如制动时将动能转变为热能浪费掉，悬架阻尼器以摩擦的形式衰减车身振动等），如果能够将这些能量加以回收利用，则可以降低汽车能耗，从而实现节约能源的目的。本课题所研究的馈能式悬架正是基于这样一种思想，将原本被阻尼器所耗散的能量回收，以求在制动能量回收之外开辟一条新的汽车节能途径。
对于混合动力汽车来说回收这部分能量很有意义。因为其总功率消耗相对较低，而且对于效率的要求很严格，所以需要一种能够回收振动能量的悬架系统。混合动力汽车可以直接利用悬架所回收的能量，这样可以减轻电池的质量，降低燃油消耗量。
目前，大部分车辆采用的是被动悬架系统，被动悬架系统不能根据外部信号的变化而 改变自身性能，为了能够在各种不同的行驶工况下工作，对被动悬架的刚度和阻尼参数的选取只能采用折衷的办法。由于不能主动适应车辆行驶工况和外界激励的变化，被动悬架系统较大地制约了车辆性能的进一步提高。馈能式悬架的阻尼系数可以根据实际需要实时控制，而且，馈能元件还可以当作作动器使用，这样就可以实现悬架系统的主动控制。 近年来随着电子技术的迅速发展，车辆的电气化程度越来越高。馈能式悬架技术的发展不但能为底盘一体化提供许多新思路，同时该技术还能为未来车辆悬架系统电动化提供必要的设计依据。
因此，开发这样一套既能够节约能源，又可以相对提高车辆性能的悬架系统，成为一个具有实际意义的研究方向。
上个世纪九十年代，国外许多学者就开始了对馈能式悬架的研究。馈能式悬架的结构形式有很多，比如在传统液力主动悬架上进行改造，将簧载质量与非簧载质量的相对直线运动转变成电动机转子的转动，采用混合悬架结构（HybridSuspensionSystem）以及可变线性传动系统（VariableLinearTransmission）等。但是到目前为止，该技术的研究状况还不足以满足商业应用的要求。根据现有的相关研究文献，只有少数研究机构在具体试验上取得了实质性成果。
2.1馈能悬架的可行性分析。
许多学者都曾经分析过馈能悬架的可行性，一些人将注意力集中在节约悬架主动控制
的能量消耗上，其中一些学者通过对馈能悬架能量回收系统的基本原理及结构的研究，提出了许多切实可行的方案，同时证明了馈能悬架具有实际应用的价值。
一些日本学者在电磁式主动悬架可行性的研究方面取得了很多成果。他们通过仿真和实验证明了，主动悬架的控制力所需的能量完全可以由悬架能量系统提供，这样主动悬架系统将不再需要外部能量的输入。也有学者曾经对货车悬架系统做过研究，得出同样的结论，即对于货车的主动悬架，如果采用带有能量回收功能的主动悬架，则可以在不需要外界能量输入的情况下实现悬架的主动控制，从而提高车辆的燃料利用率。也就是说通过这一技术，可以实现在不增加油耗的情况下提高车辆性能。这也可以理解为，从另外一个角度降低了燃油消耗量。有学者曾经做过如下仿真研究。研究中采用单轮车辆模型，用磁场和线圈之间的相对运动来回收振动能量。模型的概况，路面输入情况如图2.从数据中我们可以发现，能量回收装置的瞬时功率很高，具有一定回收的价值，而且也有可能被回收。
2.2馈能式悬架的应用实例。
从上个世纪末到本世纪初，美国德克萨斯大学在军用车改装项目中将电磁式阻尼器安装在HMMWV上进行实车试验，悬架系统结构。该系统能够回收，储存并统一管理电能，同时在整车的操控及动力性能上也有很大提高。当车辆在粗糙路面上行驶时会大幅度减小滚动阻力，提高车辆行驶平顺性及行驶速度，性能对比如图4.德克萨斯大学在研究过程中，对实验所用悬架系统结构及控制算法都做了周密的设计。但是，由于该实验的主要目的是军用车辆的性能改进，所以研究人员将注意力放在提高动力性和行驶平顺性上，在节能方面还有很大潜力可以继续挖掘。
Bose公司在2004年宣称，其开发的电磁式悬架系统能利用直线电机在抵消道路冲击的同时回收部分振动能量。直线电机取代了弹簧与减振器，其内置线圈与磁铁。Bose直线电机和悬架系统如图5.线圈通电后可使悬架总成依簧载质量和非簧载质量的相对位置的不同而伸张或收缩。当悬架总成收缩时，直线电机以发电机模式工作，将产生的能量回送给功放器。
从总体上看，无论在国内还是国外，悬架能量的回收都是一个相对较新的研究领域，从事这方面研究的学者还比较少。目前国内外大部分学者在对馈能悬架的研究过程中，主要将注意力放在提高悬架系统性能上，即将其当作一种新型的主动悬架结构来研究。馈能悬架在节能方面同样具有得天独厚的优势，仍有很大潜力可以继续挖掘。在研究过程中仍然存在很多亟待解决的问题，如个别方案作动器成本昂贵，能量回收效率不高等。
通过以上分析可知，在目前现有的路面条件及城市实际工况车速的条件下，馈能悬架具有一定的应用价值。本章将根据车辆实际运行条件设计一种能够回收振动能量的悬架系统模型，将原本应被耗散掉的车辆振动机械能转变为电能，提供给混合动力汽车使用。
3.1电磁式馈能悬架结构方案。
设计馈能悬架的中心思想就是用一个能量回收装置，替代传统悬架上的阻尼器，再使之与弹性元件并联，构成悬架系统。这样能量回收装置就可以将原本应被阻尼器所耗散掉的能量吸收，起到节能的目的。对悬架的能量回收，学者们用过很多种不同的方法。比如在传统液力主动悬架上进行改造，将簧载质量与非簧载质量间的相对直线运动转变成电动
机转子的转动，采用混合悬架（HybridSuspensionSys-tem）结构以及可变线性传动系统（VariableLinearTransmission）等。这里主要介绍一种电磁式馈能悬架。
普通悬架系统由弹簧，阻尼及导向机构构成。
电磁式馈能悬架的弹簧及导向机构与传统悬架相同，能量回收装置替代了传统的阻尼器。从本质上来讲，相当于簧载质量与非簧载质量上分别固定线圈与磁场，两部分用机械传动机构相连。此处的连接方案选择有很多种，比如采用直线电动机，或用齿轮齿条机构连接转动电动机等。电磁式馈能悬架的结构。
在各种电磁式馈能悬架能量回收方案中，将直线运动转变为转动的能量回收系统结构简单，易于操作。在实验研究的初期适于使用此方案。
当簧载质量与非簧载质量之间发生相对运动时，通过机械传动机构可以将这部分振动转变为线圈与磁场之间的相对运动。根据法拉第电磁感应定律，闭合线圈中的磁场强度发生变化时，线圈内就会产生感应电流。通过选取合适的充电电路，并对其进行适当的参数匹配就可以将这部分振动能量回收。
这种方案同样存在一些缺点，比如一些个例在将簧载质量与非簧载质量间的直线运动转变为发电机转子的转动时需要采用齿轮变速机构，这样就使得阻尼系数与齿轮的传动比的平方有关（有些方案在齿条与电动阀点击之间安装一套齿轮调速机构）。由于齿轮传动比的作用，导致给定的系统阻尼系数会有所增加，同样直线运动转变为转动的能量回收系统所能回收能量的潜能也与这个传动比有直接关系。直线运动转变为转动的能量回收系统另一缺点就是受传动系内部间隙的影响，该系统对高频信号的频响函数不为零。
为了使相对很小，传动器各零件之间的间隙必须相当小。但是在实际应用中各零件间的间隙不可能无限小。因此为了弥补这一不足，有学者设计了混合悬架系统。两自由度直线运动转变为转动的能量回收系统及混合悬架系统结构。
根据分析结果显示，混合悬架系统的响应特性和普通的线性系统响应特性相同。虽然悬架系统的高频响应特性问题得到了解决，但是附加的弹簧-阻尼系统会阻碍路面的振动传递到能量回收装置，而且附加的阻尼同样会耗散能量。更重要的是，两部分阻尼所产生的运动耦合很难分析。因此这种结构的实际应用也受到了一些制约。
3.2齿轮齿条式馈能悬架结构设计。
纵观几种可选的馈能悬架结构方案，电磁式馈能悬架是很适于实际应用的一种方案，本文在研究中采用齿轮齿条机构将直线运动转变为电动机转子转动的电磁式