忆惯容器非线性悬架的网络综合设计方法

忆惯容器与电学中的忆容器对应,是一种具有记忆特性和自适应性的非线性被动元件。目前,非线性的阻尼与弹簧元件已有广泛研究,而非线性的忆惯容器及其在悬架上的应用却鲜有报道,忆惯容器悬架的结构与参数设计仍是一个难题。为此,本研究根据能量方法证明了忆惯容器的等效惯质定理,基于该定理提出一种忆惯容器非线性悬架的网络综合设计方法,包括结构综合与参数综合。结构综合将悬架网络看作一个鲁棒控制器,通过求解控制器的方法获得忆惯容器悬架结构。参数综合运用多目标参数优化方法确定悬架的系统参数,并根据实际工程情况计算得到悬架的装配参数。在此基础上设计了一阶及高阶忆惯容器悬架网络系统,并给出了1/4车辆模型的动力学方程。对悬架模型进行仿真分析,在正弦激励输入下的传递特性表明,各阶忆惯容器悬架都具有良好的载荷适应性。随机路面输入下的响应特性显示,与对应的线性悬架相比,采用网络综合方法设计的各阶忆惯容器非线性悬架的车身加速度出现了明显的降低,轮胎动载荷得到了改善,表现出了更好的行驶平顺性和操纵稳定性,表明悬架网络综合设计方法是可行的。