1.一种基于虚拟惯容的车辆悬架控制系统,其特征在于,包括上支点加速度传感器(1)、簧载质量(2)、弹簧(3)、阻尼器(4)、车轮质量(5)、轮胎等效弹簧(6)、虚拟惯容力发生器(7)、下支点加速度传感器(8)、控制单元(9)、虚拟惯容优化模块(10);
所述上支点加速度传感器(1)与下支点加速度传感器(8)分别布置在虚拟惯容力发生器(7)的上支点与下支点,弹簧(3)的上支点连接簧载质量(2),弹簧(3)的下支点连接车轮质量(5);虚拟惯容力发生器(7)的上支点连接簧载质量(2),虚拟惯容力发生器(7)的下支点连接阻尼器(4)的上支点,阻尼器(4)的下支点连接车轮质量(5),轮胎等效弹簧(6)的上支点连接车轮质量(5),轮胎等效弹簧(6)的下支点与地面相连;
所述上支点加速度传感器(1)与下支点加速度传感器(8)均通过信号线与控制单元(9)相连;虚拟惯容力发生器(7)与虚拟惯容优化模块(10)均通过信号线与控制单元(9)相连,所述虚拟惯容优化模块(10)用于传输虚拟惯容的基值信号b。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟惯容的车辆悬架控制系统,其特征在于,所述虚拟惯容力发生器(7)是一种力发生器装置,可由机械式液压缸或电磁式作动器实现。
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟惯容的车辆悬架控制系统,其特征在于,所述控制单元(9)为电子控制单元ECU。
4.一种基于虚拟惯容的车辆悬架控制系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,上支点加速度传感器(1)与下支点加速度传感器(8)通过实时采集虚拟惯容力发生器(7)两个端点的加速度信号as与ab输入到控制单元(9);
步骤2,虚拟惯容优化模块(10)通过建立悬架系统的动力学方程,经悬架性能指标的评价体系优化后获取虚拟惯容的基值b,同时输入到控制单元(9);
步骤3,控制单元(9)根据输入的信号并依据惯容器的动力学方程F=b(as-ab)计算得到虚拟惯性力F,并将虚拟惯性力F输出到虚拟惯容力发生器(7),虚拟惯容力发生器(7)根据输入的力信号产生实际的作用力。
5.根据权利要求4所述的一种基于虚拟惯容的车辆悬架控制系统的控制方法,其特征在于,所述步骤2中,获取虚拟惯容的基值b的具体步骤为:步骤2.1,建立悬架系统的动力学方程为:
式中,ms为簧载质量;mu为非簧载质量;k为悬架弹簧刚度;c为阻尼系数;b为虚拟惯容的基值,为待优化求解的变量;kt为轮胎刚度;F为惯容器与阻尼之间的作用力;zs、zb、zu、zr分别为车身、惯容器、轮胎、路面的垂直位移;
步骤2.2,利用遗传算法对虚拟惯容器的基值b进行优化求解:选取车辆平顺性评价指标车身加速度均方根值BA、悬架动行程均方根值SWS、轮胎动载荷均方根值DTL与某成熟轿车悬架的车身加速度均方根值BApass、悬架动行程均方根值SWSpass、轮胎动载荷均方根值DTLpass的线性组合作为遗传算法的目标函数:式中,w1、w2、w3为权重系数;
步骤2.3,采用滤波白噪声作为随机路面输入模型,假定汽车以一定的车速行驶在C级路面,通过设置权重系数经遗传算法优化后得到的虚拟惯容基值b。