[發明專利]一種車輛ISD懸架結構設計與參數優化方法

在審

• 申請號: 201810895105.6
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109214057A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 陳龍;沈鈺杰;汪若塵;楊曉峰;劉雁玲;張孝良
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種車輛ISD懸架結構設計與參數優化方法，屬于工程隔振領域。主要包括以下步驟：(1)構建包含待設計的懸架系統動力學模型；(2)確定懸架系統的結構形式與連接關系；(3)基于改進魚群算法的車輛懸架參數優化，若符合設計要求，則進入步驟(4)，否則，重新進行步驟(3)；(4)懸架系統性能仿真分析。采用本發明提出的車輛ISD懸架結構設計與參數優化方法，在進行懸架系統結構設計時可極大的減小工作量，篩選出性能優良的車輛ISD懸架結構，易于工程實現與應用。

技術領域

本發明涉及一種車輛懸架的結構設計與參數優化方法，特指一種應用慣容器的車輛ISD 懸架結構設計與參數優化方法。

背景技術

應用慣容器的新型被動車輛ISD(Inerter-Spring-Damper)懸架為提升被動懸架系統的隔振性能提供了新的解決途徑。目前而言，車輛ISD懸架系統的結構設計方法主要有正向設計方法與逆向設計方法兩種。正向設計方法主要有依據于成熟機械原型的改進設計方法或窮舉法；逆向設計方法主要通過相應阻抗傳遞函數的優化求解，并通過網絡綜合進行被動實現。

然而，現有的設計方法各有利弊，正向求取方法中，所需的計算及優化工作量隨著元件數量的增加會顯著提升。逆向的設計方法中，隨著阻抗傳遞函數階數的增加，網絡綜合實現的難度較大，且元件數眾多，不利于工程實現。因此，需要提出一種車輛ISD懸架的結構設計與參數優化方法，可有效完成應用慣容器的車輛ISD懸架結構設計，減小工作量。

發明內容

本發明的目的是：提出一種應用慣容器的車輛ISD懸架結構設計與參數優化方法，可對車輛懸架結構進行有效設計，一方面減小了工作量，另一方面可有效篩選出工程應用的懸架結構。

為實現以上發明目的，本發明采用的技術方案是：提出一種車輛ISD懸架結構設計與參數優化方法，主要包括以下步驟：

1)構建包含待設計的懸架系統動力學模型；

2)確定懸架系統的結構形式與連接關系；

3)基于改進魚群算法的車輛懸架參數優化，若符合設計要求，則進入步驟4)，否則，重新進行步驟3)；

4)懸架系統性能仿真分析；

所述懸架系統動力學模型為車輛四分之一懸架模型，所述待優化設計的懸架系統，可用速度型阻抗表達式進行解析表達。

所述懸架系統的速度型阻抗表達式為：

或

式中，k₁，k₂，k₃，k₄，k₅，k₆為彈簧剛度，b為慣質系數，c為阻尼系數。

式Y₁(s)中，k₂、1/k₃、k₄與k₆至少有三個為零；Y₂(s)中，1/k₁、1/k₂、k₃與1/k₅至少有三個為零。

所述的改進魚群算法為多種群魚群算法，各獨立魚群算法優化過程中包含魚群覓食、聚群、追尾與隨機等行為，有效避免優化過程中易陷入局部最優解的問題。

所述魚群位置的尋優過程為：

式中，X為魚群粒子當前位置，X_next為魚群粒子即將到達的位置，X_v為在某時刻視點所在位置，Step為步長，r是[-1,1]之間的隨機數。

所述魚群算法進行覓食的條件為：