电动汽车减振方法

摘要

本发明提供一种电动汽车减振方法，特征是：电动汽车的前、后电池组与车架之间均通过弹簧和阻尼器连接，弹簧和阻尼器参数的优化利用Matlab编程实现，步骤如下：1)给出电动汽车半车模型的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵；2)构造目标函数，求取目标函数对弹簧和阻尼器参数的偏导函数表达式；3)给出弹簧和阻尼器参数的初值，计算此时目标函数s的值，记为s_a；4)给出搜索步长，计算迭代后弹簧和阻尼器的参数值以及此时目标函数s的值，记为s_b；5)若s_a≥s_b，则令s_a＝s_b，返回步骤4)继续循环，否则结束循环，得到弹簧和阻尼器的优化参数值。本发明用优化选择的弹簧和阻尼器连接车架和电池组，为电动汽车车身减振，减振效果优良。

主权项

一种电动汽车减振方法，其特征在于：电动汽车的前端电池组(2)的底部与车架(1)之间通过前端弹簧(3)和前端阻尼器(4)连接，后端电池组(5)的底部与车架(1)之间通过后端弹簧(6)和后端阻尼器(7)连接，前端弹簧(3)、后端弹簧(6)、前端阻尼器(4)和后端阻尼器(7)的参数的优化利用Matlab编程实现，具体实施步骤如下：1)给出电动汽车半车模型的质量矩阵M、阻尼矩阵C和刚度矩阵K，具体如下：$M=\left[\begin{array}{cccccc}{m}_{tf}& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& m_{tr}& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& m_c& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& I_c& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& m_{vf}& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& m_{vr}\end{array}\right]$其中m_tf和m_tr分别是电动汽车两个前轮和两个后轮的质量，m_c是电动汽车车身质量，I_c是电动汽车车身对于质心的转动惯量，m_vf和m_vr分别是前端电池组和后端电池组的质量；$C=\left[\begin{array}{cccccc}{c}_{sf}& 0& -c_{sf}& -l_f{c}_{sf}& 0& 0\\ 0& c_{sr}& -c_{sr}& -l_r{c}_{sr}& 0& 0\\ -c_{sf}& -c_{sr}& \left(c_{sf}+c_{sr}+c_{vf}+c_{vr}\right)/2& 0& -c_{vf}& -c_{vr}\\ -l_f{c}_{sf}& -l_r{c}_{sr}& 0& \left(l_f\left(c_{sf}+c_{vf}\right)+l_r\left(c_{sr}+c_{vr}\right)\right)/2& -l_f{c}_{vf}& -l_r{c}_{vr}\\ 0& 0& -c_{vf}& -l_f{c}_{vf}& c_{vf}& 0\\ 0& 0& -c_{vr}& -l_r{c}_{vr}& 0& c_{vr}\end{array}\right]$其中c_sf和c_sr分别是电动汽车前、后悬架的阻尼器系数，l_f和l_r分别是电动汽车前桥、后桥与质心的水平距离，以上四个参数均为电动汽车的固定参数，c_vf是待优化的前端阻尼器(4)的参数，c_vr是待优化的后端阻尼器(7)的参数；$K=\left[\begin{array}{cccccc}{k}_{tf}-k_{sf}& 0& -k_{sf}& -l_f{k}_{sf}& 0& 0\\ 0& k_{tr}-k_{sr}& -k_{sr}& -l_r{k}_{sr}& 0& 0\\ -k_{sf}& -k_{sr}& \left(k_{sf}+k_{sr}+k_{vf}+k_{vr}\right)/2& 0& -k_{vf}& -k_{vr}\\ -l_f{c}_{sf}& -l_r{c}_{sr}& 0& \left(l_f\left(k_{sf}+k_{vf}\right)+l_r\left(k_{sr}+k_{vr}\right)\right)/2& -l_f{k}_{vf}& -l_r{k}_{vr}\\ 0& 0& -k_{vf}& -l_f{k}_{vf}& k_{vf}& 0\\ 0& 0& -k_{vr}& -l_r{k}_{vr}& 0& k_{vr}\end{array}\right]$其中k_tf和k_tr分别是电动汽车前、后轮胎的等效刚度，k_sf和k_sr分别是是电动汽车前、后悬架的刚度，k_vf是待优化的前端弹簧(3)的参数，k_vr是待优化的后端弹簧(6)的参数；2)构造目标函数，求取目标函数对于步骤1)中的四个待优化减振参数的偏导函数表达式，具体的指令如下：w＝6.5；B＝K+i*w*C‑w*w*M；F＝[1 1 0 0 0 0]'；X＝inv(B)*F；s＝0.7*X(3)+0.3*X(4)； ％目标函数％s₁＝diff(s,k_vf)；       ％目标函数对于k_vf的偏导函数％s₂＝diff(s,c_vf)；       ％目标函数对于c_vf的偏导函数％s₃＝diff(s,k_vr)；       ％目标函数对于k_vr的偏导函数％s₄＝diff(s,c_vr)；       ％目标函数对于c_vr的偏导函数％3)给出步骤1)中四个待优化的参数k_vf、c_vf、k_vr和c_vr的初值，计算此时目标函数s的值，记为s_a，具体指令为：s_a＝abs(eval(s))；4)给出迭代算法的搜索步长h，计算迭代后的四个变量k_vf、c_vf、k_vr和c_vr的值，并计算此时目标函数s的值，记为s_b，具体指令为：k_vf＝k_vf+abs(s₁)*h；c_vf＝c_vf+abs(s₂)*h；k_vr＝k_vr+abs(s₃)*h；c_vr＝c_vr+abs(s₄)*h；s_b＝abs(eval(s))；5)比较s_a和s_b值的大小：若s_a≥s_b，则令s_a＝s_b，返回步骤4)继续循环；若s_a<s_b，结束循环，此时步骤4)中k_vf、c_vf、k_vr和c_vr的值即为所求弹簧和阻尼器的参数。