【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及hmdv悬架外端电路结构优化，特别是一种基于桥式网络的hmdv悬架建模方法。
技术介绍
1、hmdv悬架是指搭载在轮毂电机驱动汽车上的悬架系统；轮毂电机驱动汽车将驱动电机直接安装在车轮轮毂内，省去了传统汽车的传动轴、差速器等部件，具有结构紧凑、布置灵活等诸多优点；
2、现有的hmdv悬架建模方法大多仍局限于“弹簧-阻尼”二元框架，这种结构在应对复杂振动环境时显得较为单一，难以全面抑制车辆垂直振动带来的负面影响，往往涉及复杂的机械结构和动力学方程，这增加了建模和仿真的难度，在实际应用中，复杂的机械结构不仅增加了制造成本，还可能导致维护和调试的困难；
3、惯性元件(如惯容器)在hmdv悬架系统中的应用较少，主要是因为其体积较大且安装不便，导致悬架系统缺乏有效的惯性元素，从而限制了悬架性能的进一步提升；
4、从悬架系统的角度研究轮毂电机驱动汽车垂向振动负效应，具有十分突出的优势，悬架作为车身与车轮间传递力和力矩的装置，与车辆垂向运动性能联系密切；
5、电网络综合得到的网络结构仍然会存在大量的冗余元件，因此无源网络综合一直在围绕着网络结构“最简实现”而开展研究，双二次型传递函数作为网络综合研究的经典问题，被广泛地研究并取得了一系列成果；
6、高阶传递函数虽然能使得悬架性能进一步提升，然而其通过网络综合过程进行被动实现的难度也大幅度增加；
7、鉴于上述情况，有必要对现有的hmdv悬架建模方式加以改进，使其能够适应现在对悬架系统使用的需要。
>技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于桥式网络的hmdv悬架建模方法，可以运用此方法对机电惯容器外端电路进行优化设计，使用桥式网络构建双四次阻抗函数抑制hmdv垂向振动负效应的问题；提升汽车乘坐舒适性、行驶安全性和道路友好性。
2、实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种基于桥式网络的hmdv悬架建模方法，包括以下步骤：
3、步骤(1)：建立四相8/6极开关磁阻电机结构；
4、步骤(2)：建立桥式网络的hmdv悬架四分之一模型；
5、步骤(3)：计算桥式网络结构的阻抗；
6、步骤(4)：优化目标函数规则；
7、步骤(5)：利用优化算法对桥式网络中的电学元件进行参数优化，确定参数优化结果；
8、步骤(6)：利用matlab对优化参数进行仿真验证。
9、对本技术方案的进一步补充，根据步骤(1)所述的四相8/6极开关磁阻电机结构建立电磁力方程：
10、
11、其中，fz为电磁力，j为电机相数，i为相电流，θ为电机转子位置，ij为j相电流；m、n为电机在相反方向上的定子极数，gm(n)＝(1-ε)gm、gm(m)＝(1+ε)gm，gm为电机气隙，且|m-n|＝4；nr为转子极数，lu为未对齐位置电感，an、bn为多项式拟合系数。
12、对本技术方案的进一步补充，根据步骤(2)所述的桥式网络的hmdv悬架四分之一模型建立拉普拉斯变换式：
13、
14、其中，ms是簧载质量，mus是轮毂电机定子的质量，ks为悬架弹簧刚度，km是电机等效刚度，kt是直线电机的推力系数，ke是直线电机的反电动势常数，zs，zus，zur，ze(s)分别为对应变量的拉普拉斯变换，s是拉普拉斯变量，zs是簧载质量的垂向位移，zus是定子和轴的垂向位移，zur是转子和轮胎的垂向位移，ze为外端桥式电路的阻抗，fem为直线电机产生的电磁力，fz是轮毂电机造成的垂向不平衡力。
15、对本技术方案的进一步补充，根据步骤(3)以两个电感元件、两个电容元件和一个电阻元件构成的桥式网络，计算外端电网络的总阻抗z的一般形式为ze(s)：
16、
17、其中，a1＝rl1l2c1c2；b1＝c1c2(l1+l2)；c1＝rl1c2+rl2(c1+c2)；d1＝c1；e1＝r；f1＝l1l2c1c2；g1＝rl1l2c1；h1＝l1(c1+c2)+l2c2；i1＝r(l1+l2)；j1＝1；
18、其中，a1～j1均为阻抗系数。
19、对本技术方案的进一步补充，根据步骤(3)中的桥式网络结构阻抗确定目标函数优化规则：
20、选用传统被动悬架作为参照基准，建立优化目标函数：
21、
22、其中，j表示随机道路输入下，应用桥式网络悬架结构的轮胎动载荷均方根值dtli，与传统被动悬架的轮胎动载荷均方根值dtlpass的比值。
23、对本技术方案的进一步补充，所述步骤(3)具体为：第一电感l1和第二电容c2串联后与第二电感l2并联，第二电感l2的一端连接第一电容c1，第二电感l2的另一端连接第一电阻r。
24、对本技术方案的进一步补充，步骤(4)中，为了获得性能更优的电网络参数，保证优化后的性能优于传统结构，同时考虑到元件的合理性，确定待优化变量的约束范围：
25、
26、将悬架性能限制为dtli<dtlpas，bai<bapas，swsi<swspas；在优化过程中，将传统被动悬架的三个性能性指标作为比较约束指标，当优化目标函数值超过其约束条件时，优化未成功，目标函数将加上100，返回重新进行优化，直至优化目标函数值满足约束条件。
27、对本技术方案的进一步补充，所述步骤(5)中，优化算法采用模式搜索法。
28、对本技术方案的进一步补充，所述模式搜索法包括以下步骤：
29、步骤(5.1)：设置初始迭代点x0∈rn，初始步长δ0，误差ε>0，加速度因子α≥1，缩减因子β∈(0,1)。令y＝x0，k＝0，j＝1；
30、步骤(5.2)：轴向搜索：如果满足条件①：f(y+δkej)＜f(y)，则令y＝y+δkej，转步骤(5.3)；如果满足条件②：f(y-δkej)＜f(y)，则令y＝y-δkej，转步骤(5.3)；如果条件①和条件②均不满足，则令y不变,转步骤(5.3)；
31、步骤(5.3)：如果j＜n，则令j＝j+1，转步骤(5.2)；否则，令xk+1＝y，比较f(xk+1)＜f(xk)，如果满足则转步骤(5.4)，反之，则转步骤(5.5)。
32、步骤(5.4)：模式搜索：令δk+1＝δk，y＝xk+1+α(xk+1-xk)，令k＝k+1，j＝1，转步骤(5.2)；
33、步骤(5.5)：如果δk≤ε，则得到点xk，结束；否则，令δk+1＝βδk，y＝xk，xk+1＝xk，再令k＝k+1，j＝1，转步骤(5.2)；
34、其中，各个变量含义如下：xi为第i个迭代点，rn为n维实数集，k为模式搜索的次数，j为轴向搜索的次数，δ0为初始步长，α为加速度因子，ε为误差，β为缩减因子，n表示为n个坐标轴方向。
35、其有益效果在于，本专利技术仅使用4个储本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于桥式网络的HMDV悬架建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于桥式网络的HMDV悬架建模方法，其特征在于，根据步骤(1)所述的四相8/6极开关磁阻电机结构建立电磁力方程：
3.根据权利要求2所述的一种基于桥式网络的HMDV悬架建模方法，其特征在于，根据步骤(2)所述的桥式网络的HMDV悬架四分之一模型建立拉普拉斯变换式：
4.根据权利要求1所述的一种基于桥式网络的HMDV悬架建模方法，其特征在于，根据步骤(3)以两个电感元件、两个电容元件和一个电阻元件构成的桥式网络，计算外端电网络的总阻抗Z的一般形式为Ze(s)：
5.根据权利要求4所述的一种基于桥式网络的HMDV悬架建模方法，其特征在于，根据步骤(3)中的桥式网络结构阻抗确定目标函数优化规则：
6.根据权利要求5所述的一种基于桥式网络的HMDV悬架建模方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：第一电感L1和第二电容C2串联后与第二电感L2并联，第二电感L2的一端连接第一电容C1，第二电感L2的另一端连接第一电阻R。
8.根据权利要求1所述的一种基于桥式网络的HMDV悬架建模方法，其特征在于，所述步骤(5)中，优化算法采用模式搜索法。
9.根据权利要求8所述的一种基于桥式网络的HMDV悬架建模方法，其特征在于，所述模式搜索法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于桥式网络的hmdv悬架建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于桥式网络的hmdv悬架建模方法，其特征在于，根据步骤(1)所述的四相8/6极开关磁阻电机结构建立电磁力方程：
3.根据权利要求2所述的一种基于桥式网络的hmdv悬架建模方法，其特征在于，根据步骤(2)所述的桥式网络的hmdv悬架四分之一模型建立拉普拉斯变换式：
4.根据权利要求1所述的一种基于桥式网络的hmdv悬架建模方法，其特征在于，根据步骤(3)以两个电感元件、两个电容元件和一个电阻元件构成的桥式网络，计算外端电网络的总阻抗z的一般形式为ze(s)：
5.根据权利要求4所述的一种基于桥式网络的hmdv悬架建模方法，其特征在于，根据步骤(3)中的桥式网络结构阻抗...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈钰杰，李晋源，施泠竹，赵炎，杨晓峰，闫炎，张天一，葛斌，马森磊，彭宇，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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