[发明专利]一种应用机电惯质的车辆悬架结构设计与参数优化方法

说明书

本发明涉及一种应用机电惯质的车辆ISD悬架结构设计与参数优化方法，属于工程隔振领域。主要包括以下步骤：(1)构建包含待设计的悬架系统动力学模型；(2)确定机电惯容器的结构形式；(3)确定电网络系统的结构形式与连接关系；(4)基于改进鱼群算法的车辆悬架参数优化，若符合设计要求，则进入步骤(5)，否则，重新进行步骤(4)；(5)悬架系统性能仿真分析。采用本发明提出的应用机电惯质的车辆ISD悬架结构设计与参数优化方法，在进行悬架系统结构设计时可极大的减小工作量，筛选出性能优良的车辆ISD悬架结构，易于工程实现与应用。

技术领域

本发明涉及一种车辆ISD悬架结构设计与参数优化方法，特指一种应用机电惯质的车辆 ISD悬架结构设计与参数优化方法。

背景技术

随着机电一体化进程的加快，根据机电相似性理论，可以用电网络阻抗模拟实现目标机械阻抗的方式，将复杂的机械网络进行被动模拟实现。

应用惯容器的车辆ISD悬架的隔振性能已经在诸多领域得到证实，目前而言，车辆ISD 悬架系统的结构设计方法主要有正向设计方法与逆向设计方法两种。正向设计方法主要有依据于成熟机械原型的改进设计方法或穷举法；逆向设计方法主要通过相应阻抗传递函数的优化求解，并通过网络综合进行被动实现。

在进行车辆ISD悬架结构设计时，若机械网络元件数量众多，不易于工程实现。在进行电网络模拟实现时，缺乏统一的结构设计方法指导，容易导致工作量的增加。

因此，需要提出一种应用机电惯质的车辆ISD悬架的结构设计与参数优化方法，可有效完成应用惯容器的车辆ISD悬架结构设计，减小工作量。

发明内容

本发明的目的是：提出一种应用机电惯质的车辆ISD悬架结构设计与参数优化方法，可对车辆悬架结构进行有效设计，一方面减小了工作量，另一方面可有效筛选出工程应用的悬架结构。

为实现以上发明目的，本发明采用的技术方案是：提出一种应用机电惯质的车辆ISD 悬架结构设计与参数优化方法，主要包含以下步骤：

1)构建包含待设计的悬架系统动力学模型；

2)确定机电惯容器的结构形式；

3)确定电网络系统的结构形式与连接关系；

4)基于改进鱼群算法的车辆悬架参数优化，若符合设计要求，则进入步骤5)，否则，重新进行步骤4)；

5)悬架系统性能仿真分析；

所述悬架系统动力学模型为车辆四分之一悬架模型，所述待优化设计的悬架系统，可用速度型阻抗表达式进行解析表达。

所述机电惯容器的具体结构方案有三种：单电机耦合型、平动式惯容器-电机耦合型和旋转式惯容器-电机耦合型。其中，对于单电机耦合型机电惯容器，需要设计的主要参数包括：电机的电动势系数和电机的推力系数(力矩系数)；对于平动式惯容器-电机耦合型来说，需要设计的主要参数包括：机械式运动转换机构传递比、惯性质量、电机的电动势系数和电机的推力系数；对于旋转式惯容器-电机耦合型来说，需要设计的主要参数包括：机械式运动转换机构传递比、惯性质量、电机的电动势系数和电机的力矩系数。

所述电网络系统的速度型阻抗表达式为：