[发明专利]一种汽车电液复合转向系统的多学科集成建模及优化方法

权利要求书

1.一种汽车电液复合转向系统的多学科集成建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于AMEsim软件建立汽车电液复合转向系统多学科仿真模型；

步骤2：基于matlab软件建立汽车电液复合转向系统动力学优化模型；

步骤3：基于isight软件，融合汽车电液复合转向系统多学科仿真模型和动力学优化模型，建立汽车电液复合转向系统多学科集成优化模型；

所述步骤1具体包括：

1.1选择元件搭建电液复合转向系统多学科仿真模型，初始化模型参数；

1.2通过AMEsim软件定义输出参数，设置输出参数类型；

1.3配置后缀为.bat的可执行文件；

1.4根据多学科仿真模型，配置后缀为.in格式的输入数据文件；

1.5以步骤1.4配置的输入数据文件为输入，运行步骤1.3配置的可执行文件，执行AMEsim软件的AMEpilot引导功能，调用电液复合转向系统多学科仿真模型，解析得到后缀为.out格式的输出数据文件；

所述步骤2具体包括：

2.1建立电液复合转向系统数学公式，推导系统动力学模型；

2.2根据动力学模型推导性能函数，编写matlab动力学优化模型；

其中，动力学模型为：

式中：J_s为转向盘转动惯量，θ_s为驾驶员输入转角；T_dri为驾驶员输入力矩，B_s为转向轴粘性阻尼系数，k_s为刚度，θ_e为转向小齿轮转角，J_ds为转向输出轴与减速机构的等效转动惯量，B_ds为阻尼系数，G为减速机构减速比，T_eps为助力电机助力转矩，T_sen为转矩传感器输出力矩，T_w为齿轮齿条作用力，J_m1为助力电机转动惯量，θ_m1为助力电机转角，B_m1为助力电机阻尼系数，T_em1为助力电机电磁转矩，m_r为等效齿条质量，x_r为小齿轮位移，B_r为齿条阻尼系数，r_p为小齿轮半径，F_hyd为转向液压缸助力，F_z为车轮在齿条上的等效阻力，J_m2为油泵电机与油泵的转动惯量，θ_m2为油泵电机转角，B_m2为油泵电机阻尼系数，T_em2为油泵电机电磁转矩，T_ehps为油泵工作力矩；

动力学优化模型为：

；

所述步骤3具体包括：

3.1建立isight和AMEsim联合仿真接口；

3.1.1配置isight软件的simcode模块组件，导入步骤1.3中配置的可执行文件；

3.1.2配置simcode的输入输出参数，输入参数为步骤1.4中的输入数据文件，输出参数为步骤1.5中的输出数据文件；

3.2建立isight和matlab联合仿真接口；

3.2.1配置isight软件的matlab模块组件；

3.2.2导入步骤2.2中编写的matlab动力学优化模型；

3.3配置isight软件的optimization组件模块；

3.3.1依次连接optimization组件模块、simcode组件模块、matlab组件模块；

3.3.2设定优化参数、约束条件、优化目标建立优化模型，选择优化算法并设定算法参数；

3.3.3完成多学科集成建模，得到汽车电液复合转向系统多学科集成优化模型，进行多学科优化。