[發明專利]考慮動力總成慣性參數誤差的懸置系統固有特性優化方法

有效

• 申請號: 201811536138.8
• 申請日: 2018-12-15
• 公開（公告）號: CN109708904B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 吳杰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01M17/04
• 分類號: G01M17/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種考慮動力總成慣性參數誤差的懸置系統固有特性優化方法，包括：（1）建立動力總成懸置系統的六自由度動力學模型；（2）建立動力總成懸置系統解耦率和固有頻率的確定性優化模型并求解；（3）提出所述系統解耦率及固有頻率的穩健優化數學模型；（4）采用自適應變異遺傳算法求解穩健優化數學模型；（5）采用蒙特卡洛分析方法進行驗證。本發明考慮動力總成質心及轉動慣量和慣性積的測試誤差，提出所述系統解耦率及固有頻率穩健優化數學模型，使所述系統的解耦率、固有頻率對動力總成質心、轉動慣量和慣性積以及懸置安裝位置、安裝角度及懸置剛度的靈敏度降低，最終提高所述系統隔振性能的穩健性。

技術領域

本發明涉及車輛動力總成懸置系統解耦率及固有頻率穩健性優化技術領域，特別是建立了考慮動力總成慣性參數誤差的懸置系統固有特性優化方法，并對穩健性優化結果進行了蒙特卡洛分析，以驗證本發明的優化結果較確定性優化結果的優越性。

背景技術

在車輛動力總成懸置系統中的橡膠懸置的制造、安裝以及使用過程中，其剛度值、安裝位置及角度會受到不確定因素的影響不可避免地存在一定程度上的偏差或波動；再者，在懸置剛度、位置及角度的優化過程中通常是假定動力總成的質心位置、轉動慣量和慣性積的測量值是精確的，即不會發生變化或波動。

目前，對懸置系統解耦率和固有頻率的優化方法主要是基于傳統的確定性優化模型及約束條件。傳統的確定性優化方法沒有考慮上述不確定因素的影響，這會導致優化結果的穩健性較低，存在著較大的優化失效風險。

本發明方法以發明人多年關于不確定分析和優化方法研究成果為基礎，提出了考慮質心位置、轉動慣量和慣性積的測試誤差的懸置系統解耦率和固有頻率的穩健優化方法。假定懸置剛度、安裝位置、安裝角度及動力總成質心位置、轉動慣量和慣性積服從正態分布，并利用先進的確定性全局優化方法對懸置系統解耦率和固有頻率進行穩健性優化，為解決含有隨機設計參數及非設計參數的車輛懸置系統隔振性能的優化提供了一種有效的途徑和分析方法。

發明內容

為了克服傳統的車輛懸置系統隔振性能的確定性優化方法的不足，實現上述目的，本發明提供的一種考慮動力總成慣性參數誤差的懸置系統固有特性優化方法。

本發明通過的實現步驟如下：

步驟一、建立動力總成懸置系統的六自由度動力學模型；建立動力總成質心坐標系，坐標原點位于動力總成質心，X軸平行于曲軸并指向發動機飛輪端，Z軸垂直曲軸向上，Y軸方向由右手定則確定。以懸置的3個彈性主軸方向建立懸置局部坐標系，每個懸置簡化成沿其三個彈性主軸方向具有剛度和阻尼的元件，在懸置系統微幅振動時橡膠懸置阻尼很小可以忽略不計。

步驟二、將動力總成質心及轉動慣量和慣性積的測試值作為確定性非設計參數，以懸置安裝位置、安裝角度及懸置剛度為確定性設計參數，建立動力總成懸置系統解耦率和固有頻率的確定性優化模型。采用Matlab計算動力總成的固有頻率及解耦率，進而采用全局優化算法即Isight優化軟件中的自適應變異遺傳算法求解確定性優化數學模型。

步驟三、用正態分布隨機變量表征懸置系統的質心、轉動慣量和慣性積以及懸置安裝位置、安裝角度、懸置剛度，基于動力總成懸置系統能量解耦理論，以動力總成的質心及轉動慣量和慣性積為不確定性非設計參數，以懸置安裝位置、安裝角度及懸置剛度為不確定性設計參數，提出所述懸置系統解耦率及固有頻率的穩健優化數學模型。

步驟四、給定動力總成的質心、轉動慣量和慣性積以及懸置安裝位置、安裝角度、懸置剛度等隨機變量的名義值和標準差，采用，采用Matlab計算動力總成的固有頻率及解耦率，進而采用全局優化算法求解懸置系統穩健優化模型。

步驟五、采用蒙特卡洛分析方法驗證穩健優化結果相對于確定性優化結果的優越性。

進一步的，步驟一中建立動力總成懸置系統的六自由度動力學模型時，忽略懸置的扭轉剛度、懸置阻尼因素并由動靜比將靜剛度換算成動剛度，在動力總成質心坐標系下，建立動力總成懸置系統的6自由度動力學模型。