[發(fā)明專利]一種基于粒子群優(yōu)化的車輛ISD懸架PDD控制理想模型

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010229618.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN111439086B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉峰;顏龍;沈鈺杰;劉雁玲;劉昌寧;楊藝;何濤;宋航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 榮成市莫林汽車科技有限公司
• 主分類號(hào): B60G17/018
• 分類號(hào): B60G17/018
• 代理公司: 北京華仁聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11588
• 代理人: 周明新

1.一種基于粒子群優(yōu)化的車輛ISD懸架PDD控制理想模型，其特征在于，包括：

步驟(1)：建立ISD懸架四分之一模型：

其中，m_s為簧載質(zhì)量，m_u為非簧載質(zhì)量，k_r為懸架的支撐彈簧剛度，c_p為PDD控制的半主動(dòng)阻尼系數(shù)，k_t為輪胎等效彈簧剛度，z_s為簧載質(zhì)量的垂向位移，為簧載質(zhì)量的垂向速度，為簧載質(zhì)量的垂向加速度，z_u為非簧載質(zhì)量的垂向位移，為非簧載質(zhì)量的垂向速度，為非簧載質(zhì)量的垂向加速度，z_r為路面不平度的垂向輸入位移，T(s)為阻抗傳遞函數(shù)；對(duì)上述ISD懸架四分之一模型進(jìn)行拉式變換得到：

其中，s為拉氏變量，Z_s為簧載質(zhì)量的垂向位移的拉普拉斯變換形式，Z_u為非簧載質(zhì)量的垂向位移的拉普拉斯變換形式，Z_r為路面不平度的垂向輸入位移的拉普拉斯變換形式；

步驟(2)：阻抗傳遞函數(shù)T(s)以速度型阻抗傳遞函數(shù)形式表示如下：

其中，A、B、C、D、E、F為系數(shù)，取值均大于等于0，且D、E、F不全為0；

步驟(3)：求解ISD懸架各元件的功率：

其中，ISD懸架彈簧吸收的車身振動(dòng)功率為：

ISD懸架半主動(dòng)阻尼器吸收的車身振動(dòng)功率為：

ISD懸架速度型阻抗吸收的車身的振動(dòng)功率為：

ISD懸架彈簧釋放給車輪的振動(dòng)功率為：

ISD懸架半主動(dòng)阻尼器釋放給車輪的振動(dòng)功率為：

ISD懸架速度型阻抗釋放給車輪的振動(dòng)功率為：

ISD懸架中的總功率為：

步驟(4)：設(shè)置PDD控制策略：當(dāng)P_net越接近零，懸架的能量阻隔效果越好；當(dāng)彈簧和阻尼器吸收的來自簧載質(zhì)量振動(dòng)的功率小于釋放給非簧載質(zhì)量的功率時(shí)，c_p為最大值；當(dāng)彈簧和阻尼器吸收的來自簧載質(zhì)量振動(dòng)的功率大于或等于釋放給非簧載質(zhì)量的功率時(shí)，c_p為最小值；當(dāng)懸架相對(duì)速度等于零且懸架相對(duì)位移不為零時(shí)，c_p為最大值與最小值之和的一半；否則，c_p為彈簧彈性力與懸架相對(duì)速度比值的相反數(shù)；

ISD懸架的控制算法為：

其中，c_max、c_min分別為設(shè)定的最大阻尼系數(shù)和最小阻尼系數(shù)，且滿足下式：

c_max＞0,c_min＞0,c_max＞c_min；

步驟(5)：選取路面不平度的位移輸入模型z_r；

步驟(6)：通過優(yōu)化算法求解模型參數(shù)，得到車輛ISD懸架理想模型；

所述步驟(6)中的優(yōu)化算法采用粒子群優(yōu)化算法；

所述步驟(6)中的粒子群優(yōu)化算法包括：

步驟(6.1)：確定待優(yōu)化參數(shù)P＝[c_max、c_min、k_r、A、B、C、D、E、F]，初始化粒子；

步驟(6.2)：將車身加速度均方根值、懸架動(dòng)行程均方根值和輪胎動(dòng)載荷均方根值作為優(yōu)化目標(biāo)，建立與傳統(tǒng)被動(dòng)懸架性能指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的比值目標(biāo)函數(shù)作為粒子群算法的適應(yīng)度函數(shù)，計(jì)算粒子的適應(yīng)度值，得到車輛ISD懸架目標(biāo)函數(shù)J及其約束條件s.t.：

其中，BA(P)、SWS(P)和DTL(P)分別表示基于PDD策略的ISD懸架的車身加速度均方根值、懸架動(dòng)行程均方根值和輪胎動(dòng)載荷均方根值；w₁、w₂和w₃分別表示其加權(quán)系數(shù)；BA_pass，SWS_pass和DTL_pass分別表示傳統(tǒng)被動(dòng)懸架車身加速度、懸架動(dòng)行程和輪胎動(dòng)載荷的均方根值；LM和UM分別表示參數(shù)的上限和下限；

步驟(6.3)：計(jì)算得到個(gè)體極值與群體極值：其中，個(gè)體極值為粒子在最優(yōu)位置所得到的目標(biāo)函數(shù)J的值，全局極值為所有粒子的個(gè)體極值中的最優(yōu)值；

步驟(6.4)：粒子速度和位置屬性的進(jìn)化規(guī)律為：

X^k+1＝X^k+V^k+1,

其中，λ表示慣性權(quán)重，一般取值為[0.8，1.2]；d₁和d₂表示學(xué)習(xí)因子或加速度常數(shù)；r₁和r₂表示[0，1]內(nèi)的隨機(jī)數(shù)；k表示迭代次數(shù)；表示個(gè)體極值；表示群體極值；V^k表示迭代次數(shù)為k時(shí)粒子的速度；V^k+1表示迭代次數(shù)為k+1時(shí)粒子的速度；X^k表示迭代次數(shù)為k時(shí)粒子的位置；X^k+1表示迭代次數(shù)為k+1時(shí)粒子的位置；

步驟(6.5)：邊界處理：當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到空間邊界時(shí),強(qiáng)制該粒子停止運(yùn)動(dòng),當(dāng)前速度置為0,粒子的適應(yīng)度用當(dāng)前所處的邊界位置計(jì)算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于粒子群優(yōu)化的車輛ISD懸架PDD控制理想模型，其特征在于，其中所述步驟(5)中選取路面不平度的位移輸入模型z_r具體為：

其中，u表示行駛車速，G_q(n₀)表示路面不平度系數(shù)，w(t)表示均值為零的高斯白噪聲，z_r為路面不平度的垂向輸入位移，為路面不平度的垂向輸入速度。