[發明專利]汽車懸架系統完全隔振設計方法

在審

• 申請號: 202010046032.0
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111506979A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 王繼強
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F111/10;G06F111/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

1.一種汽車懸架系統完全隔振設計方法，包括以下步驟：

(1)建立懸架系統的模型；

(2)開展懸架系統性能極限分析；

(3)計算獲得懸架系統的最優參數取值；

(4)數值仿真以確認最優設計滿足性能要求，不滿足則返回步驟(2)-(4)，重新選擇優化參數值，或者降低指標要求。

2.根據權利要求1所述的一種汽車懸架系統完全隔振設計方法，其特征在于，步驟(1)中建立的懸架系統的模型為：

其中，m₁、m₂分別為兩自由度模型中下、上質量塊的質量；k₁和c₁為質量塊m₁連接結構的剛度和阻尼系數，k₂和c₂則為質量塊m₂連接結構的剛度和阻尼系數。x₁(t)為質量塊m₁相對于平衡位置的位移，x(t)為兩質量塊的相對位移；和分別為上述兩個變量的速度，而和則為其加速度；y(t)是地面傳至懸架系統模型的振動，則是其振動加速度；u(t)是需要設計的最優作用力，表達為：

u(t)＝kx(t)；

其中k是最優設計參數。

3.根據權利要求2所述的一種汽車懸架系統完全隔振設計方法，其特征在于，所述模型同時包含被動和主動設計，當k作為優化參數k_opt對k₂的修正，即k_opt＝k₂+k時，則表示被動設計；而當k作為反饋控制器參數時，則為主動控制設計。

4.根據權利要求2所述的一種汽車懸架系統完全隔振設計方法，其特征在于，步驟(2)懸架系統性能極限分析具體為：

首先將所述模型表達為頻域表示：

其中：X(jω)，X₁(jω)和U(jω)是相應變量x(t)，x₁(t)和u(t)的傅里葉變換；D(jω)定義為D(jω)＝ω²Y(jω)，其中Y(jω)則是y(t)的傅里葉變換；ω為振動頻率或者是懸架系統的工作頻率；det(G)定義如下：

det(G)＝(k₁-m₁ω²+jc₁ω)(k₂-m₂ω²+jc₂ω)-(k₂+jc₂ω)m₂ω²；

其次，進一步定義一個新參數α(jω)，并且和要設計的最優參數k具有如下關系：

再次，定義如下變量：

最后，做如下有關懸架系統減振極限的斷定：

(1)如果|R(jω)-1|≤1，則懸架系統可獲得極限性能為完全隔振；

(2)如果|R(jω)-1|＞1，則懸架系統的最大減振幅度為

5.根據權利要求4所述的一種汽車懸架系統完全隔振設計方法，其特征在于，步驟(3)計算獲得懸架系統的最優參數取值具體為：

懸架系統的最優參數取值做如下設計：

(1)如果|R(jω)-1|≤1，則取α(jω)＝-R(jω)；

(2)如果|R(jω)-1|＞1，則取α(jω)為聯合方程的解得到α(jω)；

(3)根據α(jω)得到最優參數k。