[發(fā)明專利]一種車輛慣質(zhì)懸架結(jié)構(gòu)及其參數(shù)確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410637469.6
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104494387A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈鈺杰;陳龍;楊曉峰;張孝良;楊軍
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60G13/00
• 分類號: B60G13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車輛懸架隔振領(lǐng)域，涉及一種車輛慣質(zhì)懸架結(jié)構(gòu)及其參數(shù)確定方法。

背景技術(shù)

“慣質(zhì)”的概念自提出以來，已經(jīng)受到了控制工程及機械隔振領(lǐng)域?qū)W者們的廣泛關(guān)注。迄今為止，應(yīng)用慣容器的機械隔振網(wǎng)絡(luò)隔振潛力已經(jīng)在車輛懸架、建筑物隔振及高性能摩托車轉(zhuǎn)向補償?shù)阮I(lǐng)域得到證實。

慣容器與質(zhì)量元件有著相同的物理屬性，其兩端點的特點更適合于工程應(yīng)用，Michael?Z.Q.Chen在《Influence?of?inerter?on?natural?frequencies?of?vibration?systems》一文中指出，慣容器對振動系統(tǒng)的固有頻率有著重要影響，可使振動系統(tǒng)的共振頻率提前，并對多自由度的振動模型進行了理論推導(dǎo)與證明。從目前的實際研究來看，對振動系統(tǒng)的主振系進行振動控制主要采用的方法是利用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器來實現(xiàn)，許多學者應(yīng)用附加在車身質(zhì)量或車輪質(zhì)量上的動力吸振器對主振系的振動狀態(tài)進行控制，然而由于質(zhì)量塊的笨重與安裝條件的限制，此方法仍停留在理論研究階段。

中國專利201010281992.1公開了一種兩自由端點的動力吸振器，利用慣容器取代原有的質(zhì)量元件，可以實現(xiàn)對主振動系統(tǒng)的振動控制。然而，通過分析其結(jié)構(gòu)特點可知，由于慣容器與阻尼元件需要在彈性元件的支撐保護下才能發(fā)揮作用，兩端點動力吸振器無法直接作為車輛懸架結(jié)構(gòu)而付諸運用，因此需要對其進行改進設(shè)計以期獲得較好的實用效果。

發(fā)明內(nèi)容

為解決兩自由端點動力吸振器在車輛懸架系統(tǒng)中的應(yīng)用難題，本發(fā)明提出一種車輛慣質(zhì)懸架結(jié)構(gòu)，并給出確定其結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法，使得應(yīng)用此懸架的車輛行駛性能得以有效提升。

為實現(xiàn)以上的發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提出一種兩級串聯(lián)式車輛慣質(zhì)懸架，第一級結(jié)構(gòu)由第一級彈簧和慣容器并聯(lián)組成，第二級結(jié)構(gòu)由第二級彈簧和阻尼器并聯(lián)組成。第一級彈簧與慣容器的上鉸接點連接于車身，第二級彈簧與阻尼器的下鉸接點連接于車輪。

優(yōu)選的，依據(jù)懸架運動動力學與量子遺傳算法適應(yīng)度計算法則，所述的車輛慣質(zhì)懸架參數(shù)的確定方法，包括如下步驟：

(1)種群初始化：對量子遺傳算法的種群Q(t)(t＝0)進行初始化，設(shè)定種群大小、進化代數(shù)、量子比特編碼、懸架參數(shù)優(yōu)化范圍；

(2)對初始種群Q(t)的每一個個體進行一次測量，計算各個個體的量子遺傳算法適應(yīng)度值，并記錄最優(yōu)個體及對應(yīng)的適應(yīng)度值；

(3)判斷是否滿足進化代數(shù)條件，若滿足條件則算法結(jié)束，否則進行下一步；(4)種群代數(shù)t＝t+1；

(5)利用量子旋轉(zhuǎn)門U(t)對各個個體實施進化更新，得到新的種群Q(t)；

(6)對種群Q(t)的每個個體進行測量，并計算適應(yīng)度值；

(7)記錄最優(yōu)個體和對應(yīng)的適應(yīng)度值；

(8)判斷是否滿足進化代數(shù)條件，若滿足進化代數(shù)則算法結(jié)束，否則返回步驟(4)。

步驟(2)中，所述量子遺傳算法適應(yīng)度計算法則步驟如下：

(1)根據(jù)牛頓第二定律，建立包含車身質(zhì)量、車輪質(zhì)量的兩自由度四分之一懸架振動模型；

(2)建立包含傳統(tǒng)被動懸架“彈簧-阻尼器”二元件并聯(lián)的1/4車輛懸架振動模型，采用積分白噪聲進行輸入，通過時域仿真，獲取該懸架在車速為20m/s的隨機路面輸入下車身加速度響應(yīng)均方根值BA_pas，懸架動行程響應(yīng)均方根值SWS_pas，輪胎動載荷響應(yīng)均方根值DTL_pas；

(3)建立包含本發(fā)明提出的車輛慣質(zhì)懸架的1/4車輛懸架振動模型，同樣采用積分白噪聲進行輸入，通過時域仿真，獲取該懸架在車速為20m/s的隨機路面輸入下車身加速度響應(yīng)均方根值BA，懸架動行程響應(yīng)均方根值SWS，輪胎動載荷響應(yīng)均方根值DTL。

步驟(2)中，所述量子遺傳算法的適應(yīng)度計算公式為：