宁波大学科学技术学院谢威获国家专利权
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龙图腾网获悉宁波大学科学技术学院申请的专利一种性能改善型被动悬架系统的技术参数最优设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115525984B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210745248.5,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权一种性能改善型被动悬架系统的技术参数最优设计方法是由谢威;陈勇旗;陈杨;郭成君设计研发完成,并于2022-06-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种性能改善型被动悬架系统的技术参数最优设计方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种性能改善型被动悬架系统的技术参数最优设计方法,能从改善车辆行驶平稳性和安全性的角度最优设计出被动悬架系统中弹簧的刚度系数和阻尼器的阻尼系数这两类技术参数。具体来讲,本发明方法不依赖于技术人员经验,也不需要通过不断尝试来确定最佳的悬架弹簧和阻尼器的技术参数。而是通过搭建一个整车四轮的非线性被动悬架系统模型,利用HHO算法搜寻在不同刚度系数和阻尼系数条件下,车辆在不平整路面行驶时的平稳性和安全性,从而最优设计出相应的技术参数。技术参数的优化设计衡量的是车辆行驶的平稳性和操稳性指标,根据该技术参数即可设计出性能改善型的被动悬架系统。
本发明授权一种性能改善型被动悬架系统的技术参数最优设计方法在权利要求书中公布了:1.一种性能改善型被动悬架系统的技术参数最优设计方法,其特征在于,具体包括以下所示步骤: 步骤1:确定待设计车辆的参数,具体包括车身质量,悬架弹簧的非簧载质量,轮胎的线性弹性系数和非线性弹性系数,左前悬架质心与车辆质心之间的力矩,右前悬架质心与车辆质心之间的力矩,车辆质心与前悬架质心之间的力矩,车辆质心与后悬架质心之间的力矩,车辆的俯仰转动惯量和侧倾转动惯量,再搭建如公式①中所示的四个等式关系: ① 其中,当分别等于1,2,3和4时,依次代表左前悬架,右前悬架,左后悬架和右后悬架;表示差分时间间隔,,,和依次表示车身垂向速度,车身俯仰角速度,车身侧倾角速度和悬架垂向速度在第个时刻的变化量,和分别表示车身俯仰角度和车身侧倾角度在第个时刻的具体数值;悬架的轮胎弹力在第个时刻的具体数值,表示轮胎垂向位移在第个时刻的变化量;悬架弹簧的弹力在第个时刻的具体数值和阻尼器的阻尼力在第个时刻的具体数值的计算方式如公式②所示: ② 上式②中,和分别表示悬架弹簧的线性刚度系数和非线性刚度系数,,和分别表示阻尼器的线性阻尼系数,对称阻尼系数和非线性阻尼系数;表示悬架垂向位移在第个时刻的变化量,表示悬架垂向速度在第个时刻的变化量;当时,符号函数;当时,符号函数;和的计算方式分别如公式③和公式④所示: ③ ④ 其中,表示车身俯仰角速度在第个时刻的具体数值,表示车身侧倾角速度在第个时刻的具体数值,和分别表示车身垂向位移和车身垂向速度在第个时刻的具体数值,和分别表示悬架的垂向位移和垂向速度在第个时刻的具体数值; 步骤2:从均值等于0,标准差等于0.01的正态分布中随机生成一个维的数据矩阵后,再依次确定,,,和的选型范围,即,,,,;其中,分别对应表示选型范围的最小值,分别对应表示选型范围的最大值,等于车辆行驶的时刻总数; 步骤3:确定HHO算法的损失度的计算过程,具体如步骤3.1至步骤3.5所示; 步骤3.1:初始化,并分别设置;其中, 步骤3.2:设置分别等于数据矩阵中第列向量的四个数据后,再根据分别计算,并根据公式②计算和; 步骤3.3:根据公式①中的等式关系计算,,和后,再分别根据公式,,,,,,和依次计算出,,,,,,和; 步骤3.4:判断是否小于;若是,则设置后,再返回步骤3.2;若否,则将中的最大值和最小值分别记录为和,将中的最大值和最小值分别记录为和,将中的最大值和最小值分别记录为和,将中的最大值和最小值分别记录为和后,再执行步骤3.5; 步骤3.5:根据如下所示公式⑤计算损失度: ⑤ 上式⑤中,,,和表示计算损失度的四个权重系数,; 步骤4:设置HHO算法的群体数等于,最大迭代次数等于后,随机生成一个维的实数矩阵;其中,中第1行向量的个数据都是按照均匀分布从区间上生成的随机数,中第2行向量的个数据都是按照均匀分布从区间上生成的随机数,中第3行向量的个数据都是按照均匀分布从区间上生成的随机数,中第4行向量的个数据都是按照均匀分布从区间上生成的随机数,中第5行向量的个数据都是按照均匀分布从区间上生成的随机数; 步骤5:设置迭代次数后,执行HHO算法的迭代优化过程,每次迭代优化过程结束后需将迭代次数加1,直至迭代次数等于从而得到最优解向量; 步骤6:设置,,,和分别等于最优解向量中的5个数据后,再设计选用与这5个技术参数相匹配的悬架弹簧和阻尼器。
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