基于遗传算法优化的ISD惯容悬架

目录

前言

1.普通悬架与ISD悬架结构示意图

2.数学模型

3.遗传算法优化结构仿真分析

3.1时域分析

3.2频域分析

3.3频谱图分析

4.总结 

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前言

对于普通的2自由度悬架虽然添加控制算法能够达到较好的舒适性和操稳性，但是控制算法已经极大程度上的优化目标，此时可以从结构优化上再次考虑对目标的优化，最后结合控制算法对改进后的结构进行控制，可能会有意向不到的效果，在国内ISD悬架最早是江苏大学提出，本文以ISD惯容悬架为例进行介绍。

1.普通悬架与ISD悬架结构示意图

  2自由度普通悬架

3自由度ISD悬架 

2.数学模型

普通2自由度悬架：

 ISD3自由度悬架：

3.遗传算法优化ISD悬架结构仿真分析

3.1时域分析

3.2频域分析

3.3频谱图分析

4.总结 

可以看到，对传统2自由度悬架进行改进后，优化的ISD悬架性能有很大提升，证实了所采用3自由度悬架结合遗传算法优化的成功。

小知识：

车辆悬架是指汽车的车架与车桥或车轮之间的一切连接装置的总称。相比于传统的“弹簧—阻尼”被动悬架，新机电相似理论打破了传统理论的限制，引入惯容器，形成了“惯容器—弹簧—阻尼”三元件隔振系统。此后，悬架的研究进入一个崭新的阶段。在国外，越来越多的领域开始尝试应用惯容器。2004~2006年间，应用了惯容器悬置的高性能摩托车、方程式赛车甚至机器人等都表现出更好的性能;2009年，英国剑桥大学的Jiang提出了一种被动机械网络设计和控制方法;2008年，Wang 等对ISD悬架参数进行优化，使得车辆平顺性和操控稳定性达到最优。 车辆悬架是指汽车的车架与车桥或车轮之间的一切连接装置的总称。相比于传统的“弹簧-阻尼”被动悬架，新机电相似理论打破了传统理论的限制，引入惯容器，形成了“惯容器-弹簧-阻尼”三元件隔振系统.此后，悬架的研究进入一个崭新的阶段.在国外，越来越多的领域开始尝试应用惯容器.2004~2006年年间，应用了惯容器悬置的高性能摩托车、方程式赛车甚至机器人等都表现出更好的性能；2009年，英国剑桥大学的江提出了一种被动机械网络设计和控制方法；2008年，Wang等对ISD悬架参数进行优化，使得车辆平顺性和操控稳定性达到最优.

参考资料：

 李小彭,李凡杰,曹洲,等. 含惯容器的两级汽车悬架振动性能[J]. 东北大学学报（自然科学版）,2019,40(10):1448-1453. DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.10.015. 

 聂佳梅,黄小荣,张孝良,等. 忆惯容器非线性悬架的网络综合设计方法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）,2022,50(9):78-89. DOI:10.12141/j.issn.1000-565X.210677.