[發(fā)明專利]半主動(dòng)懸架系統(tǒng)與機(jī)械彈性車輪的參數(shù)匹配控制系統(tǒng)及優(yōu)化方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810347631.9
• 申請(qǐng)日: 2018-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN108446520A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙又群;周凱;徐瀚;王秋偉;張桂玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張婷婷

本發(fā)明公開了一種半主動(dòng)懸架系統(tǒng)與機(jī)械彈性車輪的參數(shù)匹配控制系統(tǒng)及優(yōu)化方法，即基于CARSIM與MATLAB聯(lián)合控制的參數(shù)優(yōu)化匹配，在CARSIM中輸入已經(jīng)經(jīng)過處理的機(jī)械彈性車輪與半主動(dòng)懸架的數(shù)學(xué)模型，以建立機(jī)械彈性車輪與半主動(dòng)懸架的動(dòng)力學(xué)模型，再在CARSIM中根據(jù)整車參數(shù)搭建整車模型，并設(shè)計(jì)半主動(dòng)懸架剛度與阻尼參數(shù)變量，聯(lián)合MATLAB/Simulink設(shè)計(jì)的相關(guān)控制優(yōu)化方案，將CARSIM整車模型導(dǎo)入MATLAB進(jìn)行不同工況聯(lián)合仿真，獲取不同工況下的半主動(dòng)懸架參數(shù)最優(yōu)解集或曲線，進(jìn)一步得出最佳的匹配參數(shù)的方法。本方法為后續(xù)的匹配方案的確定及懸架系統(tǒng)的加工制作提供技術(shù)指導(dǎo)，減少開發(fā)高性能懸架系統(tǒng)的時(shí)間與成本，具有良好魯棒性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車輛設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半主動(dòng)懸架系統(tǒng)與機(jī)械彈性車輪的參數(shù)匹配控制系統(tǒng)及優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

懸架作為車輛重要的結(jié)構(gòu)與功能部件，對(duì)車輛整體性能影響重大。車用懸架按其工作原理可分為被動(dòng)懸架、半主動(dòng)懸架及主動(dòng)懸架。目前，被動(dòng)懸架在行駛過程中其相關(guān)參數(shù)不可調(diào)而不能滿足人們對(duì)乘車舒適性的要求，主動(dòng)懸架的剛度和阻尼特性雖然能根據(jù)汽車行駛條件進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，但需要相應(yīng)的能源系統(tǒng)而成本較高，即兩者都沒能得到廣泛的應(yīng)用。由變阻尼減振器或變剛度彈簧構(gòu)成的半主動(dòng)懸架系統(tǒng)可以根據(jù)路面條件及汽車行駛狀態(tài)而做出響應(yīng)，既彌補(bǔ)了被動(dòng)懸架系統(tǒng)的缺陷，又突破了主動(dòng)懸架在實(shí)際應(yīng)用中的局限，具有較高的性價(jià)比和廣闊的應(yīng)用前景。并且隨著科技的進(jìn)步，各種現(xiàn)代智能控制技術(shù)的發(fā)展，在以后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，尋求合適的控制策略與優(yōu)化方案以提高汽車的平順性和舒適性將成為今后的發(fā)展方向。

同時(shí)隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，人民生活質(zhì)量的日益提高，廣大群眾在購(gòu)車時(shí)越發(fā)注重汽車安全與舒適性。而懸架系統(tǒng)的好壞關(guān)系著汽車的操縱穩(wěn)定性、平順性和通過性，間接的影響到汽車行駛的安全性與舒適性。因此在新車開發(fā)或車型改進(jìn)中都需要對(duì)懸架的參數(shù)進(jìn)行匹配優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)車輛性能的提升。目前傳統(tǒng)的懸架參數(shù)匹配主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通過計(jì)算-試制-試驗(yàn)。到修改計(jì)算-再試制-再試驗(yàn)的方法，反復(fù)多輪，直至達(dá)到目標(biāo)要求。

盡管其過程中也部分采用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，但仍然費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而這與當(dāng)今汽車界的激烈競(jìng)爭(zhēng)也不相適應(yīng)。

第一，工作量大，時(shí)間長(zhǎng)。目前傳統(tǒng)的懸架參數(shù)匹配主要根據(jù)經(jīng)通過計(jì)算-試制-試驗(yàn)。到修改計(jì)算-再試制-再試驗(yàn)的方法，反復(fù)多輪。顯而易見整個(gè)懸架系統(tǒng)的匹配過程需要經(jīng)歷多次的計(jì)算與試驗(yàn)，不可避免的要消耗大量的人力物力，同時(shí)根據(jù)傳統(tǒng)的懸架匹配主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算和試驗(yàn)，勢(shì)必增加了整個(gè)過程的不確定性，即存在一定的盲目性，進(jìn)而導(dǎo)致工作量增大，耗時(shí)長(zhǎng)。

開發(fā)成本高。根據(jù)傳統(tǒng)的懸架參數(shù)匹配方法，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通過計(jì)算-試制-試驗(yàn)。到修改計(jì)算-再試制-再試驗(yàn)的方法，反復(fù)多輪，直至到達(dá)目標(biāo)要求。可想而知，在整個(gè)匹配開發(fā)過程中，需要不斷根據(jù)計(jì)算研制相關(guān)懸架部件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，因此不可避免的需要浪費(fèi)掉大量的材料從而增大成本。

難以應(yīng)用現(xiàn)代智能控制與優(yōu)化技術(shù)，魯棒性差。由于傳統(tǒng)的懸架參數(shù)匹配主要根據(jù)經(jīng)通過計(jì)算-試制-試驗(yàn)。到修改計(jì)算-再試制-再試驗(yàn)的方法，反復(fù)多輪。在整個(gè)懸架匹配過程中很少用到虛擬軟件技術(shù)，即大部分都是通過不斷試湊，反復(fù)修改模型再仿真試驗(yàn)，因此幾乎無法結(jié)合一些現(xiàn)代智能控制與優(yōu)化理論，從而當(dāng)進(jìn)行相同懸架與不同整車性能的匹配時(shí)，不具有重復(fù)適用性，即魯棒性差。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，解決上述傳統(tǒng)的懸架匹配開發(fā)時(shí)間與成本高等技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種半主動(dòng)懸架系統(tǒng)與機(jī)械彈性車輪的參數(shù)匹配控制系統(tǒng)及優(yōu)化方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種半主動(dòng)懸架系統(tǒng)與機(jī)械彈性車輪參數(shù)匹配的控制系統(tǒng)，包括依次連接的整車動(dòng)力學(xué)模型系統(tǒng)、控制優(yōu)化系統(tǒng)和聯(lián)合仿真系統(tǒng)；