[發明專利]一種基于非對稱往復阻尼的車輛ISD懸架結構及優化設計方法

在審

• 申請號: 202110382936.5
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113103836A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 沈鈺杰;賈孟其;楊凱;陳龍;楊曉峰;劉雁玲
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60G13/00
• 分類號: B60G13/00;B60G11/14;G06F30/15;G06F30/20;G06F30/17
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1.一種基于非對稱往復阻尼的車輛ISD懸架，其特征在于，所述懸架結構為含主副彈簧的四元件并聯結構，第一并聯元件由主彈簧(1)構成，第二并聯元件由副彈簧(2)和慣容器(4)構成，第三并聯元件由非對稱往復阻尼阻尼器(3)構成。

2.根據權利要求1所述的一種基于非對稱往復阻尼的車輛ISD懸架優化設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)種群初始化：對遺傳算法的種群初始化，即設定懸架參數組數、參數優化代數、懸架參數優化范圍，適應度值計算法則及懲罰數的取值規則；

2)對初始種群，即初始懸架參數組，的每一個個體進行一次測量，得到一個狀態，獲取對應的確定解，計算各個確定解的適應度并記錄最優個體及對應的適應度值；

3)判斷是否滿足進化代數條件，若滿足則退出，否則繼續計算；

4)對種群的每個個體，即每組懸架參數，進行測量，得到一個狀態及相應的確定解，并計算適應度值；

5)通過輪盤賭的方式，完成對種群中個體的選擇；

6)在雜交概率為默認值的情況下，在步驟5)中選擇的個體中進行隨機雜交獲得子代群體；

7)在變異概率為默認值的情況下，完成步驟6)獲得子代個體的變異；

8)記錄子代最優個體和對應的適應度值；

9)迭代次數+1，進入結束條件判斷，若滿足進化代數則退出，否則返回步驟4)；

10)完成上述優化后，再基于優化結果在其他路面輸入下進一步驗證懸架的優越性能。

3.根據權利要求2所述的一種基于非對稱往復阻尼的車輛ISD懸架優化設計方法，其特征在于，所述適應度值的計算規則步驟如下：

2.1)根據牛頓第二定律，建立包含車身質量、車輪質量兩自由度運動的四分之一懸架振動模型；

2.2)建立包含被動懸架“彈簧-阻尼器”二元件并聯的1/4車輛懸架振動模型，采用積分白噪聲進行輸入，通過時域仿真分析，獲取該懸架在車速為20m/s的隨機路面輸入下車身加速度響應均方根值BA_BD，懸架動行程響應均方根值SWS_BD，輪胎動載荷響應均方根值DTL_BD；

2.3)建立包含本發明提出的一種基于非對稱往復阻尼的車輛ISD懸架1/4車輛懸架振動模型，同樣采用積分白噪聲進行輸入，通過時域仿真分析，獲取該懸架在車速為20m/s的隨機路面輸入下車身加速度響應均方根值BA，懸架動行程響應均方根值SWS，輪胎動載荷響應均方根值DTL；

2.4)遺傳算法的多目標優化適應度函數計算公式為：

2.5)以車身加速度為例，遺傳算法的單目標優化適應度函數計算公式為：

其中，Punishment為懲罰數。

4.根據權利要求3所述的一種基于非對稱往復阻尼的車輛ISD懸架優化設計方法，其特征在于，所述隨機路面輸入下車身加速度響應均方根值BA_BD，懸架動行程響應均方根值SWS_BD，輪胎動載荷響應均方根值DTL_BD，且上述三值依次為1.1948m·s^-2，0.0119m，839.2N。

5.根據權利要求3所述的一種基于非對稱往復阻尼的車輛ISD懸架優化設計方法，其特征在于，所述懸架參數組數大小為100，參數優化代數20；

多目標優化適應度函數計算公式中的懲罰數Punishment取值規則為：只要當車身加速度響應均方根值BA，懸架動行程響應均方根值SWS，輪胎動載荷響應均方根值DTL中有一者大于傳統被動懸架中的車身加速度響應均方根值BA_BD，懸架動行程響應均方根值SWS_BD，輪胎動載荷響應均方根值DTL_BD，則懲罰數Punishment取值為100，否則取值為0；

遺傳算法的單目標優化適應度函數計算公式中的懲罰數Punishment取值規則為：只要當車身加速度響應均方根值BA大于傳統被動懸架中的車身加速度響應均方根值BA_BD，則懲罰數Punishment取值為100，否則取值為0。