[發明專利]基于振動利用控制車體升降的車高求解方法

有效

• 申請號: 202110658231.1
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113255062B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 蔡琛;姚嘉凌
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;G06F17/13;G06F111/10
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1.一種基于振動利用控制車體升降的車高求解方法，其特征在于采用阻尼可調型減振器作為汽車車高控制的作動器，通過對減振器的不對稱阻尼控制實現車體升降，將這種分段線性非線性阻尼懸架系統線性化，利用線性系統的輸入輸出關系進行車體升降高度的求解，并利用這種求解方法確定在不同行駛工況下車體升降高度與不對稱阻尼、車速及路面輸入的對應關系，因此可以得到在不同行駛工況下車體升降高度表達式，車高求解的步驟為：

(1)將阻尼可調分段線性非線性系統線性化

1)建立1/4車輛阻尼可調懸架系統模型，此系統即為阻尼可調分段線性非線性系統，可以表達為：

式中，m₂是簧載質量，m₁是非簧載質量，k₂是懸架剛度，k₁是輪胎剛度，c₂是懸架固有阻尼，z₂是簧載質量位移，z₁是非簧載質量位移，z₀是路面輸入，f_d是可調阻尼力，懸架伸張和壓縮時采用不對稱的阻尼力，即伸張時為f_d1，壓縮時為f_d2；

2)用掃頻法獲得系統(1)中簧載質量位移的傳遞率Az₂(ω)，這種傳遞率采用輸出均方根值和輸入均方根值的比值來表達；

3)擬合傳遞率Az₂(ω)隨頻率變化的曲線，得到簧載質量位移傳遞率表達式；

4)設計一個線性系統，使得此線性系統以簧載質量位移為輸出，且具有與系統(1)中簧載質量位移相同的傳遞率，即Az_2lin(ω)＝Az₂(ω)；

(2)根據線性系統輸入輸出關系求解車體升降高度

簧載質量位移的功率譜密度可通過傳遞率和路面輸入功率譜密度求出，如下式：

式中，為路面輸入的功率譜密度，則簧載質量位移輸出的RMS值可以近似表達為：

式中，ω_min＝2πf_min，ω_max＝2πf_max是路面不平度引起的車輛振動的實際最小和最大頻率，簧載質量位移的RMS值可以代表簧載質量振動的平衡位置即車體升降高度；

(3)改變懸架伸張和壓縮時的不對稱阻尼力，重復步驟(1)和(2)，求解在各種不對稱阻尼力、車速及路面輸入工況下車體的升降高度，進而通過優化擬合方法求解出在不同行駛工況下車體升降高度與不對稱阻尼力、車速及路面輸入的函數關系。

2.根據權利要求1所述的一種基于振動利用控制車體升降的車高求解方法，其特征在于所述步驟(1)中2)，采用正弦輸入信號p(t)＝A?sin(ω_it)，取i＝1～17，以三分之一倍頻程進行掃頻。

3.根據權利要求1所述的一種基于振動利用控制車體升降的車高求解方法，其特征在于所述步驟(1)中3)采用如下函數表達式進行傳遞率擬合：

式中，是簧載質量位移傳遞率，P_i、Q_j是擬合參數，其中i＝0，1，2，j＝0，1，2，3。

4.根據權利要求1所述的一種基于振動利用控制車體升降的車高求解方法，其特征在于所述步驟(1)中4)設計一種線性系統微分方程：

使其頻率響應函數的模