[發(fā)明專利]一種基于區(qū)間分析的互聯(lián)空氣懸架多目標(biāo)優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110267496.9
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113239450B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 上官文斌;黃禹
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;G06F30/28;G06F111/06;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種基于區(qū)間分析的互聯(lián)空氣懸架多目標(biāo)優(yōu)化方法，包括：建立車輛的十自由度整車模型；建立四輪道路位移激勵模型；建立互聯(lián)空氣彈簧的數(shù)學(xué)模型，得到互聯(lián)空氣彈簧的力?位移曲線，將該曲線替換十自由度整車模型中的線性剛度，得到帶互聯(lián)空氣懸架的車輛模型；在仿真軟件中建立車輛?道路耦合模型，并通過仿真得到平順性的評價指標(biāo)和道路友好性的評價指標(biāo)；考慮車輛行駛中的不確定參數(shù)，利用區(qū)間分析法得到多目標(biāo)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；對多目標(biāo)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到解集；從解集中獲取最優(yōu)解。本發(fā)明在行駛速度、路面不平度以及車輛載荷不確定的條件下，能有效改善帶有橫向互聯(lián)空氣懸架商用車的平順性和道路友好性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于區(qū)間分析的互聯(lián)空氣懸架多目標(biāo)優(yōu)化方法，屬于橫向互聯(lián)空氣懸架關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

懸架系統(tǒng)連接著車輪與車身，是車輛的重要組成部件。懸架系統(tǒng)承載車身重量的同時，還能衰減地面不平傳遞給車身的振動，減小沖擊載荷，有效保護(hù)乘客、貨物以及車輛其他零部件。商用車的自重很大，且經(jīng)常需要行駛在路況較差路面，路面?zhèn)鱽淼拇笳穹钍沟密囕v振動劇烈，這將影響到貨物的安全性和駕駛員的舒適性，同時車輪動載荷大，常常造成路面的破壞，因此設(shè)計并優(yōu)化懸架系統(tǒng)，使商用車具有良好的平順性與道路友好性具有重要意義。

空氣彈簧有高度可調(diào)、減振性能好、自振頻率低等眾多優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各種商用車。為了充分發(fā)揮空氣懸架的性能，將懸架系統(tǒng)同一軸的兩側(cè)空氣彈簧用管路連通，得到互聯(lián)空氣懸架系統(tǒng)。橫向互聯(lián)空氣懸架通過在兩側(cè)空氣彈簧中交換氣體，在節(jié)流閥中損耗了氣體能量，降低了空氣懸架的剛度。相比于非互聯(lián)空氣懸架，互聯(lián)空氣懸架能更好的減小車身振動和輪胎對地面的載荷，提高商用車的平順性和道路友好性。

有很多學(xué)者對空氣彈簧懸架和互聯(lián)空氣彈簧進(jìn)行了研究。Willy對空氣彈簧橡膠氣囊進(jìn)行了分析，獲得了在小激勵下的空氣彈簧模型，并把它集成到四分之一懸架中模擬了乘坐舒適性。Hiroaki研究了空氣彈簧的阻尼特性以及空氣彈簧在液壓挖掘機(jī)上的應(yīng)用。Tang對商用車四點空氣懸架進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，研究了空氣懸架的振動特性。Xu對互聯(lián)空氣懸架進(jìn)行建模，研究了七自由度車輛模型在扭轉(zhuǎn)路面的動載荷。Hua研究了互聯(lián)空氣彈簧的氣體交換原理，評估了互聯(lián)空氣懸架的側(cè)傾特性。陳一鎧等基于流體力學(xué)，構(gòu)建了非線性縱向連通空氣懸架三聯(lián)軸半掛車模型，分析了路面不平度、車速及懸架關(guān)鍵幾何參數(shù)對車輛動態(tài)載荷分配、道路友好性的影響規(guī)律。

上述研究表明，現(xiàn)階段對空氣彈簧和低自由度的部分車輛模型的研究比較多，但是從能量角度對互聯(lián)管道分析，將橫向互聯(lián)空氣彈簧和高自由度整車模型結(jié)合，綜合考慮車輛行駛平順性和道路友好性，優(yōu)化互聯(lián)空氣懸架參數(shù)的研究十分匱乏。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種基于區(qū)間分析的互聯(lián)空氣懸架多目標(biāo)優(yōu)化方法，在行駛速度、路面不平度以及車輛載荷不確定的條件下，能有效改善帶有橫向互聯(lián)空氣懸架商用車的平順性和道路友好性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于區(qū)間分析的互聯(lián)空氣懸架多目標(biāo)優(yōu)化方法，包括以下步驟：

簡化車輛結(jié)構(gòu)，建立車輛的十自由度整車模型；

結(jié)合路面不平度系數(shù)和車輛的行駛速度，建立四輪道路位移激勵模型；

建立互聯(lián)空氣彈簧的數(shù)學(xué)模型，通過互聯(lián)空氣彈簧的數(shù)學(xué)模型得到互聯(lián)空氣彈簧的力-位移曲線，將該曲線替換十自由度整車模型中的線性剛度，得到帶互聯(lián)空氣懸架的車輛模型；

在仿真軟件中建立車輛-道路耦合模型，并通過仿真得到平順性的評價指標(biāo)和道路友好性的評價指標(biāo)；

考慮車輛行駛中的不確定參數(shù)，利用區(qū)間分析法得到多目標(biāo)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；

對多目標(biāo)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到解集；

從解集中獲取最優(yōu)解。