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专利号: 2021103829365
申请人: 武汉天之然知识产权运营有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于非对称往复阻尼的车辆ISD悬架优化设计方法,其特征在于,悬架结构为含主副弹簧的四元件并联结构,第一并联元件由主弹簧(1)构成,第二并联元件由副弹簧(2)和惯容器(4)构成,第三并联元件由非对称往复阻尼阻尼器(3)构成;

所述方法包括如下步骤:

1)种群初始化:对遗传算法的种群初始化,即设定悬架参数组数、参数优化代数、悬架参数优化范围,适应度值计算法则及惩罚数的取值规则;

2)对初始种群,即初始悬架参数组,的每一个个体进行一次测量,得到一个状态,获取对应的确定解,计算各个确定解的适应度并记录最优个体及对应的适应度值;

3)判断是否满足进化代数条件,若满足则退出,否则继续计算;

4)对种群的每个个体,即每组悬架参数,进行测量,得到一个状态及相应的确定解,并计算适应度值;

5)通过轮盘赌的方式,完成对种群中个体的选择;

6)在杂交概率为默认值的情况下,在步骤5)中选择的个体中进行随机杂交获得子代群体;

7)在变异概率为默认值的情况下,完成步骤6)获得子代个体的变异;

8)记录子代最优个体和对应的适应度值;

9)迭代次数+1,进入结束条件判断,若满足进化代数则退出,否则返回步骤4);

10)完成上述优化后,再基于优化结果在其他路面输入下进一步验证悬架的优越性能;

所述适应度值的计算规则步骤如下:

2.1)根据牛顿第二定律,建立包含车身质量、车轮质量两自由度运动的四分之一悬架振动模型;

2.2)建立包含被动悬架“弹簧‑阻尼器”二元件并联的1/4车辆悬架振动模型,采用积分白噪声进行输入,通过时域仿真分析,获取该悬架在车速为20m/s的随机路面输入下车身加速度响应均方根值BABD,悬架动行程响应均方根值SWSBD,轮胎动载荷响应均方根值DTLBD;

2.3)建立包含本发明提出的一种基于非对称往复阻尼的车辆ISD悬架1/4车辆悬架振动模型,同样采用积分白噪声进行输入,通过时域仿真分析,获取该悬架在车速为20m/s的随机路面输入下车身加速度响应均方根值BA,悬架动行程响应均方根值SWS,轮胎动载荷响应均方根值DTL;

2.4)遗传算法的多目标优化适应度函数计算公式为:

2.5)以车身加速度为例,遗传算法的单目标优化适应度函数计算公式为:其中,Punishment为惩罚数;

所述随机路面输入下车身加速度响应均方根值BABD,悬架动行程响应均方根值SWSBD,轮‑2胎动载荷响应均方根值DTLBD,且上述三值依次为1.1948m·s ,0.0119m,839.2N;

所述悬架参数组数大小为100,参数优化代数20;

多目标优化适应度函数计算公式中的惩罚数Punishment取值规则为:只要当车身加速度响应均方根值BA,悬架动行程响应均方根值SWS,轮胎动载荷响应均方根值DTL中有一者大于传统被动悬架中的车身加速度响应均方根值BABD,悬架动行程响应均方根值SWSBD,轮胎动载荷响应均方根值DTLBD,则惩罚数Punishment取值为100,否则取值为0;

遗传算法的单目标优化适应度函数计算公式中的惩罚数Punishment取值规则为:只要当车身加速度响应均方根值BA大于传统被动悬架中的车身加速度响应均方根值BABD,则惩罚数Punishment取值为100,否则取值为0。

2.根据权利要求1所述的一种基于非对称往复阻尼的车辆ISD悬架优化设计方法,其特征在于,悬架参数优化范围设定为:选定待优化参数为惯质系数b、主弹簧刚度k1、副弹簧刚度k2、拉伸阻尼系数c1和压缩阻尼系数c2;其中惯质系数优化范围为:[0,8000]kg,主弹簧刚‑1 ‑1度优化范围为:[0,30000]N·m ,副弹簧刚度优化范围为:[0,20000]N·m ,阻尼系数优化‑1范围为:[0,4000]N·s·m 。

3.根据权利要求1所述的一种基于非对称往复阻尼的车辆ISD悬架优化设计方法,其特征在于,所述步骤10)中,悬架的优越性能验证过程为:分别在脉冲和正弦路面输入下,基于步骤3)得到的参数优化结果,仿真分析得到两种路面下本发明所提出悬架的动力学改善情况。