[发明专利]一种基于非对称往复阻尼的车辆ISD悬架结构及优化设计方法

权利要求书

1.一种基于非对称往复阻尼的车辆ISD悬架，其特征在于，所述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。

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，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。

3.根据权利要求2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BA_BD，悬架动行程响应均方根值SWS_BD，轮胎动载荷响应均方根值DTL_BD；

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。

4.根据权利要求3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，所述随机路面输入下车身加速度响应均方根值BA_BD，悬架动行程响应均方根值SWS_BD，轮胎动载荷响应均方根值DTL_BD，且上述三值依次为1.1948m·s^-2，0.0119m，839.2N。

5.根据权利要求3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BA_BD，悬架动行程响应均方根值SWS_BD，轮胎动载荷响应均方根值DTL_BD，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BA_BD，则惩罚数Punishment取值为100，否则取值为0。