【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及輪式裝甲車輛設(shè)計(jì)開發(fā)，特別是涉及一種基于動(dòng)態(tài)模型的8×8輪式裝甲車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法及相關(guān)裝置。
技術(shù)介紹
1、在全電化陸戰(zhàn)平臺(tái)中，輪式車輛相比于履帶式車輛具有更高的行駛速度，在平坦、硬化道路上具有更快的機(jī)動(dòng)性，這使得輪式車輛更適合于快速機(jī)動(dòng)、快速部署和迅速反應(yīng)的任務(wù)。且其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，更易于維護(hù)和修理，降低了維護(hù)的成本和復(fù)雜度和成本。結(jié)構(gòu)較輕，相對(duì)容易進(jìn)行空運(yùn)，這在需要迅速投送軍事力量的情況下可能是一個(gè)重要考慮因素。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為全電化陸戰(zhàn)平臺(tái)動(dòng)力的重要來(lái)源，其性能的強(qiáng)弱直接決定著整車性能水平所能達(dá)到的高度。在各種類型的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備多種優(yōu)勢(shì)，簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)力到車輪的直接傳遞；另一方面每個(gè)電動(dòng)輪都能獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)，增加了系統(tǒng)的冗余度，為動(dòng)力學(xué)控制提供了更多的自由度，每個(gè)輪轂都可以單獨(dú)控制，從而實(shí)現(xiàn)更快速、更準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)彎和車輛穩(wěn)定性。并且提升了車輛的模塊化、通用化設(shè)計(jì)水平，不同戰(zhàn)術(shù)功能的車輛可以使用相同的底盤系統(tǒng)，其中的電動(dòng)輪具有通用性和互換性，能有效降低前期開發(fā)及后期維護(hù)成本，也能減輕戰(zhàn)場(chǎng)的后勤補(bǔ)給壓力。綜上，分布式輪轂電驅(qū)動(dòng)裝甲車輛是新一代軍用車輛的重要發(fā)展方向之一。有必要針對(duì)輪式裝甲車輛進(jìn)行新型裝備開發(fā)。
2、目前的輪式裝甲車輛開發(fā)仍然多為基于經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)開發(fā)方法，依據(jù)需求進(jìn)行計(jì)算得到各設(shè)計(jì)參數(shù)，在基于靜態(tài)模型進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，優(yōu)化完成之后再針對(duì)具體工況進(jìn)行控制，造成優(yōu)化空間小，動(dòng)態(tài)運(yùn)行效果差等問(wèn)題，并且各個(gè)子系統(tǒng)分開獨(dú)立設(shè)計(jì)，使車輛總體性能受限。現(xiàn)有基于進(jìn)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)的目的是提供一種輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法及裝置，可對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)輪式車輛的最優(yōu)性能。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦路桨福?/p>
3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，包括：
4、建立輪式車輛的動(dòng)力學(xué)模型；
5、基于所述動(dòng)力學(xué)模型建立輪式車輛的協(xié)同優(yōu)化模型；所述協(xié)同優(yōu)化模型的優(yōu)化變量包括狀態(tài)參數(shù)、設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)；所述協(xié)同優(yōu)化模型包括代價(jià)函數(shù)和約束條件，所述約束條件包括動(dòng)力學(xué)約束、變量取值上下界約束、路徑約束和邊界約束，所述動(dòng)力學(xué)約束是基于所述動(dòng)力學(xué)模型建立的約束；
6、對(duì)所述協(xié)同優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化求解，得到輪式車輛的最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)和最優(yōu)控制參數(shù)。
7、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上述的一種輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法。
8、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的一種輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法。
9、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的一種輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法。
10、根據(jù)本申請(qǐng)?zhí)峁┑木唧w實(shí)施例，本申請(qǐng)公開了以下技術(shù)效果：
11、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法及相關(guān)裝置，先建立輪式車輛的動(dòng)力學(xué)模型，再基于動(dòng)力學(xué)模型建立輪式車輛的協(xié)同優(yōu)化模型，協(xié)同優(yōu)化模型的優(yōu)化變量包括狀態(tài)參數(shù)、設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)，最后對(duì)協(xié)同優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化求解，得到輪式車輛的最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)和最優(yōu)控制參數(shù)。本申請(qǐng)基于動(dòng)力學(xué)模型對(duì)輪式車輛的設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的最優(yōu)性能。
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1.一種輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，輪式車輛的動(dòng)力學(xué)模型包括輪式車輛的簧載質(zhì)量廣義運(yùn)動(dòng)方程和輪式車輛的非簧載質(zhì)量的廣義運(yùn)動(dòng)方程；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，輪式車輛的協(xié)同優(yōu)化模型包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，對(duì)所述協(xié)同優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化求解，得到輪式車輛的最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)和最優(yōu)控制參數(shù)，具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，分別對(duì)狀態(tài)參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行線性插值，具體包括：利用Hermite-Simpson方法分別對(duì)狀態(tài)參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行線性插值；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，計(jì)算所述代價(jià)函數(shù)對(duì)所述重構(gòu)后優(yōu)化變量的梯度，具體包括：利用復(fù)數(shù)步長(zhǎng)微分方法計(jì)算所述代價(jià)函數(shù)對(duì)所述重構(gòu)后優(yōu)化變量的梯度；
7.根據(jù)權(quán)利要求4
8.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法。
9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法。
10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，輪式車輛的動(dòng)力學(xué)模型包括輪式車輛的簧載質(zhì)量廣義運(yùn)動(dòng)方程和輪式車輛的非簧載質(zhì)量的廣義運(yùn)動(dòng)方程；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，輪式車輛的協(xié)同優(yōu)化模型包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，對(duì)所述協(xié)同優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化求解，得到輪式車輛的最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)和最優(yōu)控制參數(shù)，具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，分別對(duì)狀態(tài)參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行線性插值，具體包括：利用hermite-simpson方法分別對(duì)狀態(tài)參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行線性插值；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪式車輛設(shè)計(jì)參數(shù)和控制參數(shù)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，計(jì)算所述代價(jià)函數(shù)對(duì)所述重構(gòu)后優(yōu)化變量的梯度，具體包括：利用復(fù)數(shù)步長(zhǎng)微分方法計(jì)算所述代價(jià)函數(shù)對(duì)所述重構(gòu)后...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于會(huì)龍，李文浩，席軍強(qiáng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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