一种轮毂驱动汽车动惯性悬架模型的建立方法技术

本发明专利技术提出一种轮毂驱动汽车动惯性悬架模型的建立方法，包括以下步骤：步骤(1)：建立轮毂驱动汽车动惯性悬架四分之一模型；步骤(2)：建立开关磁阻电机垂向电磁激振力模型；步骤(3)：确定二阶地棚正实网络的速度型阻抗传递函数；步骤(4)：确定地棚控制算法；步骤(5)：选取路面不平度的垂向输入位移；步骤(6)：采用遗传算法来确定二阶地棚正实网络的响应指标约束条件；步骤(7)：采用遗传算法来获得悬架模型参数；步骤(8)：将步骤(7)中获得的悬架模型参数代入二阶地棚正实网络的速度型阻抗传递函数T(s)以及地棚阻尼中，即得到轮毂驱动汽车动惯性悬架模型。动惯性悬架模型。动惯性悬架模型。

【技术实现步骤摘要】
一种轮毂驱动汽车动惯性悬架模型的建立方法


[0001]本专利技术属于轮毂驱动汽车动惯性悬架系统建模领域，尤其涉及一种轮毂驱动汽车动惯性悬架模型的建立方法。

技术介绍

[0002]英国剑桥大学Smith教授于2002年首次提出了惯容器的概念，作为一种双端点的质量元件，其出现弥补了悬架系统中质量阻抗的缺失，第二类机电相似理论随之出现，从而实现了电网络与机械网络的严格对应关系，促进了悬架系统网络综合理论的发展。动惯性悬架网络结构能够明显抑制车身低频振动，改善车辆性能。
[0003]在第二类机电相似理论中，惯容与电容、阻尼与电阻、弹簧与电感一一对应，相比传统被动悬架，惯容器的出现使得成熟的电网络结构设计知识可以应用于机械网络，从而出现一系列性能优良的动惯性悬架，极大促进了悬架性能的提升。
[0004]中国专利CN110001337B公开了一种基于ADD正实网络优化的车辆动惯性悬架二阶理想模型的建立方法，但其仅对普通传统汽车进行结构设计，并未对耦合电机影响的轮毂驱动汽车进行研究，且其未对ADD控制与正实网络相互作用下的动力学边界进行确定，惯容器的动力学性能尚未得到充分发挥。

技术实现思路

[0005]基于上述原因，本专利技术提供了一种轮毂驱动汽车动惯性悬架模型的建立方法，利用惯容器元件的正实网络有效抑制低频振动和地棚控制有效抑制轮胎动载荷中高频振动的特点，提升轮毂驱动汽车的接地性能。由于二阶网络元件众多，不易于工程化布置，可以将其作为参考模型，利用机电惯容器模拟实现。
[0006]为实现以上专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种轮毂驱动汽车动惯性悬架模型的建立方法，包括：
[0007]步骤(1)：建立轮毂驱动汽车动惯性悬架四分之一模型：
[0008][0009]其中，m
s
是簧载质量，m
u
+m
e
是非簧载质量，m
u
是车轮质量，m
e
是电机质量,k是悬架弹簧刚度,c
g
是地棚控制的半主动阻尼系数，k
t
是轮胎等效刚度，z
s
是簧载质量的垂向位移,是簧载质量的垂向速度，是簧载质量的垂向加速度，z
u
是非簧载质量的垂向位移，是非簧载质量的垂向速度，是非簧载质量的垂向加速度，z
r
是路面不平度的垂向输入位移，T(s)是二阶地棚正实网络的速度型阻抗传递函数，F
r_z
是垂向电磁激振力；
[0010]将其进行拉式变换得到：
[0011][0012]其中，Z
s
是簧载质量的垂向位移的拉普拉斯变换形式,Z
u
是非簧载质量的垂向位移的拉普拉斯变换形式，Z
r
是路面不平度的垂向输入位移的拉普拉斯变换形式,s是拉式变量；
[0013]步骤(2)：建立开关磁阻电机垂向电磁激振力模型：
[0014][0015]其中，为不平衡径向电磁力垂向分量，为不平衡径向电磁力，i为电流，L为绕组电感，k
m
为电机的相，为电机k
m
相的电流，θ为电机定、转子间的相对角位移，g
m
为电机不偏心时的电机气隙，ε为电机气隙的相对偏心率；因为电机偏心时，电机气隙也会变化，当定子在相反方向上的极数为m时，电机气隙为g
m
(n)，电机k
m
相的绕组电感为当定子在相反方向上的极数为n时，电机气隙为g
m
(m)，电机k
m
相的绕组电感为
[0016]步骤(3)：确定二阶地棚正实网络的速度型阻抗传递函数：
[0017][0018]其中，A、B、C、D、E、F为系数，取值均大于等于0，且D、E、F不全为0，且满足正实约束条件；
[0019]步骤(4)：确定地棚控制算法：当非簧载质量垂向速度和簧载质量与非簧载质量的相对垂向速度方向一致时，控制输入的阻尼系数为c
max
；反之，当非簧载质量垂向速度与簧载质量和非簧载质量的相对垂向速度方向相反时，控制输入的阻尼系数为c
min
；地棚阻尼系数c
g
需满足下式：
[0020][0021]其中，c
max
、c
min
为两个阻尼系数值，且满足下式：
[0022]c
max
＞c
min
＞0；
[0023]步骤(5)：选取路面不平度的垂向输入位移z
r
；
[0024]步骤(6)：采用遗传算法来确定二阶地棚正实网络的响应指标约束条件：
[0025]BA(z)<1.08
×
BA
pass
,SWS(z)<SWS
pass
,DTL(z)<DTL
pass
，
[0026]其中，BA(z)为二阶地棚正实网络车身加速度均方根值，SWS(z)为二阶地棚正实网络悬架动行程均方根值，DTL(z)为二阶地棚正实网络轮胎动载荷均方根值，BA
pass
为传统被动悬架车身加速度均方根值，SWS
pass
为传统被动悬架悬架动行程均方根值，DTL
pass
为传统被动悬架轮胎动载荷均方根值；
[0027]步骤(7)：采用遗传算法来获得动惯性悬架模型参数A、B、C、D、E、F、c
max
、c
min
；
[0028]步骤(8)：将步骤(7)中获得的悬架模型参数代入二阶地棚正实网络的速度型阻抗传递函数T(s)以及地棚阻尼中，即得到轮毂驱动汽车动惯性悬架模型。
[0029]进一步地，其中，所述步骤(2)中，其中，所述步骤(2)中，g
m
(n)＝(1
‑
ε)g
m
，g
m
(m)＝(1+ε)g
m
，|m
‑
n|＝4；ε为：
[0030][0031]其中，
△
g为电机转子在径向方向上的绝对偏心量。
[0032]进一步地，其中，所述步骤(2)中，当定子在相反方向上的极数为m时，电机气隙为g
m
(n)，电机k
m
相的绕组电感为：
[0033]其中，N
r
为电机转子极数，a
n
、b
n
为多项式拟合系数，L
u
为极与槽对齐位置电感，L
n
为各相绕组电感的傅立叶系数；
[0034]当定子在相反方向上的极数为n时，电机气隙为g
m
(m)，电机k
m
相的绕组电感为：
[0035][0036]进一步地，其中步骤(3)中，对二阶地棚正实网络的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮毂驱动汽车动惯性悬架模型的建立方法，其特征在于，包括：步骤(1)：建立轮毂驱动汽车动惯性悬架四分之一模型：其中，m
s
是簧载质量，m
u
+m
e
是非簧载质量，m
u
是车轮质量，m
e
是电机质量,k是悬架弹簧刚度,c
g
是地棚控制的半主动阻尼系数，k
t
是轮胎等效刚度，z
s
是簧载质量的垂向位移,是簧载质量的垂向速度，是簧载质量的垂向加速度，z
u
是非簧载质量的垂向位移，是非簧载质量的垂向速度，是非簧载质量的垂向加速度，z
r
是路面不平度的垂向输入位移，T(s)是二阶地棚正实网络的速度型阻抗传递函数，F
r_z
是垂向电磁激振力；将其进行拉式变换得到：其中，Z
s
是簧载质量的垂向位移的拉普拉斯变换形式,Z
u
是非簧载质量的垂向位移的拉普拉斯变换形式，Z
r
是路面不平度的垂向输入位移的拉普拉斯变换形式,s是拉式变量；步骤(2)：建立开关磁阻电机垂向电磁激振力模型：其中，为不平衡径向电磁力垂向分量，为不平衡径向电磁力，i为电流，L为绕组电感，k
m
为电机的相，为电机k
m
相的电流，θ为电机定、转子间的相对角位移，g
m
为电机不偏心时的电机气隙，ε为电机气隙的相对偏心率；当定子在相反方向上的极数为m时，电机气隙为g
m
(n)，电机k
m
相的绕组电感为当定子在相反方向上的极数为n时，电机气隙为g
m
(m)，电机k
m
相的绕组电感为步骤(3)：确定二阶地棚正实网络的速度型阻抗传递函数：其中，A、B、C、D、E、F为系数，取值均大于等于0，且D、E、F不全为0，且满足正实约束条件；步骤(4)：确定地棚控制算法：当非簧载质量垂向速度和簧载质量与非簧载质量的相对垂向速度方向一致时，控制输入的阻尼系数为c
max
；反之，当非簧载质量垂向速度与簧载质量和非簧载质量的相对垂向速度方向相反时，控制输入的阻尼系数为c
min
；地棚阻尼系数c
g
需满足下式：其中，c
max
、c
min
为两个阻尼系数值，且满足下式：c
max
＞c
min
＞0；步骤(5)：选取路面不平度的垂向输入位移z
r
；
步骤(6)：采用遗传算法来确定二阶地棚正实网络的响应指标约束条件：BA(z)<1.08
×
BA
pass
,SWS(z)<SWS
pass
,DTL(z)<DTL
pass
，其中，BA(z)为二阶地棚正实网络车身加速度均方根值，SWS(z)为二阶地棚正实网络悬架动行程均方根值，DTL(z)为二阶地棚正实网络轮胎动载荷均方根值，BA
pass
为传统被动悬架车身加速度均方根值，SWS
pass
为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓峰，李谕，沈钰杰，刘雁玲，陈昂，徐宇秋，毕水岚，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：