[發(fā)明專利]一種兩級串聯(lián)式ISD懸架參數(shù)優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310486829.2
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103593506A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫曉強;陳龍;汪少華;張孝良
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/00;B60G15/00
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種車輛懸架參數(shù)優(yōu)化方法，特指是針對兩級串聯(lián)式ISD懸架，并采用粒子群優(yōu)化算法進行懸架參數(shù)優(yōu)化。

背景技術(shù)

懸架是車輛底盤系統(tǒng)的重要總成之一，其性能優(yōu)劣直接影響車輛在行駛過程中的平順性和操穩(wěn)性。傳統(tǒng)被動懸架由于參數(shù)無法實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，所以其性能難以達到最佳。近年來，迅速發(fā)展的主動、半主動懸架雖然可以實現(xiàn)懸架參數(shù)控制，但由于成本高、能耗大以及控制時滯等問題，其大規(guī)模推廣應(yīng)用仍難以實現(xiàn)。如何突破傳統(tǒng)被動懸架的性能瓶頸，提高被動懸架的性能重新成為車輛工程界的研究熱點。

中國專利CN?101327722?B授權(quán)了一種包含慣容器、彈簧和減振器的ISD懸架，其第一級為慣容器與阻尼器相并聯(lián)，第二級為彈簧與阻尼器相并聯(lián)，然后將兩級進行串聯(lián)，該懸架可以在全頻域范圍內(nèi)對來自路面不平度引起的沖擊和振動進行衰減，顯著提高車輛乘坐舒適性。但由于該懸架第一級沒有彈簧，慣容器在車身重力下很容易被“擊穿”，即失去行程，因此，為了發(fā)揮慣容器的作用，必須在慣容器兩端并聯(lián)一個旁路彈簧，即新型ISD懸架。針對該新型ISD懸架，江蘇大學(xué)的陳龍教授于2012年在機械工程學(xué)報上發(fā)表了《基于半車模型的兩級串聯(lián)型ISD懸架性能分析》，其研究結(jié)果表明，該懸架能夠有效抑制車身共振，明顯改善車輛的乘坐舒適性，但是沒有對懸架參數(shù)的選取進行深入研究。

因此，作為一種車輛新型被動懸架，需要提出一種針對懸架性能實際要求的懸架參數(shù)優(yōu)化方法。目前，懸架參數(shù)優(yōu)化多采用遺傳算法，但遺傳算法往往表現(xiàn)出局部搜索能力較弱，且需要通過二進制進行編碼解碼，實現(xiàn)較為復(fù)雜。針對兩級串聯(lián)式ISD懸架所需優(yōu)化的懸架參數(shù)較多，考慮采用優(yōu)化能力較強且算法易于實現(xiàn)的粒子群算法進行懸架參數(shù)優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種基于粒子群算法的兩級串聯(lián)式ISD懸架參數(shù)優(yōu)化方法，實現(xiàn)ISD懸架綜合性能的進一步提升。

為達成上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種兩級串聯(lián)式ISD懸架參數(shù)優(yōu)化方法，包括如下步驟：

A建立兩級串聯(lián)式ISD懸架半車五自由度模型，所述兩級串聯(lián)式ISD懸架半車五自由度模型包括ISD前懸、ISD后懸以及座椅懸架，所述座椅懸架包括駕駛員質(zhì)量模型（1）、座椅懸架彈簧（2）和座椅懸架阻尼器（3）；所述ISD前懸和后懸為兩級串聯(lián)式，所述ISD前懸的第一級包括ISD前懸第一級彈簧（5）和ISD前懸第一級阻尼器（6），所述ISD前懸第一級彈簧（5）和ISD前懸第一級阻尼器（6）相并聯(lián)，所述ISD前懸的第二級包括ISD前懸第二級彈簧（9）、ISD前懸慣容器整體非線性模型（15）和ISD前懸第二級阻尼器（16），所述ISD前懸第二級彈簧（9）、ISD前懸慣容器整體非線性模型（15）和ISD前懸第二級阻尼器（16）相并聯(lián)，所述ISD前懸的第一級和所述ISD前懸的第二級相串聯(lián)；所述ISD后懸的第一級包括ISD后懸第一級彈簧（7）和ISD后懸第一級阻尼器（8），所述ISD后懸第一級彈簧（7）和ISD后懸第一級阻尼器（8）相并聯(lián)，所述ISD后懸的第二級包括ISD后懸第二級彈簧（17）、ISD后懸慣容器整體非線性模型（23）和ISD后懸第二級阻尼器（24），所述ISD后懸第二級彈簧（17）、ISD后懸慣容器整體非線性模型（23）和ISD后懸第二級阻尼器（24）相并聯(lián)，所述ISD后懸的第一級和所述ISD后懸的第二級相串聯(lián)；所述ISD前懸將車身（4）和非簧載質(zhì)量（25）連接起來，所述非簧載質(zhì)量（25）通過前輪（27）接受來自路面的前輪處路面垂直振動輸入（29）；所述ISD后懸將車身（4）和非簧載質(zhì)量（26）連接起來，所述非簧載質(zhì)量（26）通過后輪（28）接受來自路面的后輪處路面垂直振動輸入（30）；

B?在Matlab/Simulink中建立所述兩級串聯(lián)式ISD懸架半車五自由度模型的仿真模型，基于所述仿真模型進行懸架參數(shù)靈敏度分析，即通過分析懸架各參數(shù)變化對座椅處垂向加權(quán)加速度均方根值的影響程度，得到對系統(tǒng)性能影響較大的懸架參數(shù)。

C?將得到的所述對系統(tǒng)性能影響較大的懸架參數(shù)作為系統(tǒng)優(yōu)化變量，在保證車輛行駛安全性和控制懸架撞擊限位概率的前提下，以降低座椅處垂向加權(quán)加速度均方根值為系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)，建立系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化模型。

D基于粒子群優(yōu)化算法對所述多目標(biāo)優(yōu)化模型進行優(yōu)化。