CN103593506B - 一种两级串联式isd悬架参数优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种两级串联式ISD悬架参数优化方法，该方法的步骤如下：建立包含惯容器非线性的两级串联式ISD悬架半车五自由度模型；根据悬架各参数变化对座椅处垂向加权加速度均方根值的影响程度，进行悬架参数灵敏度分析；将灵敏度较大的悬架参数作为系统优化变量，在保证车辆行驶安全性和控制悬架撞击限位概率的前提下，以降低座椅处垂向加权加速度均方根值为优化目标；运用粒子群优化算法对多目标优化模型进行优化，得到各优化变量的最优值。本发明针对两级串联式ISD悬架多目标多参数优化问题，基于悬架参数灵敏度分析得到系统优化变量，在此基础上，根据优化目标采用粒子群优化算法进行悬架参数优化，在改善悬架性能的同时，提高了优化计算效率，降低了优化计算时间。

Description

一种两级串联式ISD悬架参数优化方法

技术领域

本发明涉及一种车辆悬架参数优化方法，特指是针对两级串联式ISD悬架，并采用粒子群优化算法进行悬架参数优化。

背景技术

悬架是车辆底盘系统的重要总成之一，其性能优劣直接影响车辆在行驶过程中的平顺性和操稳性。传统被动悬架由于参数无法实现自动调节，所以其性能难以达到最佳。近年来，迅速发展的主动、半主动悬架虽然可以实现悬架参数控制，但由于成本高、能耗大以及控制时滞等问题，其大规模推广应用仍难以实现。如何突破传统被动悬架的性能瓶颈，提高被动悬架的性能重新成为车辆工程界的研究热点。

中国专利CN 101327722 B授权了一种包含惯容器、弹簧和减振器的ISD悬架，其第一级为惯容器与阻尼器相并联，第二级为弹簧与阻尼器相并联，然后将两级进行串联，该悬架可以在全频域范围内对来自路面不平度引起的冲击和振动进行衰减，显著提高车辆乘坐舒适性。但由于该悬架第一级没有弹簧，惯容器在车身重力下很容易被“击穿”，即失去行程，因此，为了发挥惯容器的作用，必须在惯容器两端并联一个旁路弹簧，即新型ISD悬架。针对该新型ISD悬架，江苏大学的陈龙教授于2012年在机械工程学报上发表了《基于半车模型的两级串联型ISD悬架性能分析》，其研究结果表明，该悬架能够有效抑制车身共振，明显改善车辆的乘坐舒适性，但是没有对悬架参数的选取进行深入研究。

因此，作为一种车辆新型被动悬架，需要提出一种针对悬架性能实际要求的悬架参数优化方法。目前，悬架参数优化多采用遗传算法，但遗传算法往往表现出局部搜索能力较弱，且需要通过二进制进行编码解码，实现较为复杂。针对两级串联式ISD悬架所需优化的悬架参数较多，考虑采用优化能力较强且算法易于实现的粒子群算法进行悬架参数优化。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于粒子群算法的两级串联式ISD悬架参数优化方法，实现ISD悬架综合性能的进一步提升。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种两级串联式ISD悬架参数优化方法，包括如下步骤：

A建立两级串联式ISD悬架半车五自由度模型，所述两级串联式ISD悬架半车五自由度模型包括ISD前悬、ISD后悬以及座椅悬架，所述座椅悬架包括驾驶员质量模型（1）、座椅悬架弹簧（2）和座椅悬架阻尼器（3）；所述ISD前悬和后悬为两级串联式，所述ISD前悬的第一级包括ISD前悬第一级弹簧（5）和ISD前悬第一级阻尼器（6），所述ISD前悬第一级弹簧（5）和ISD前悬第一级阻尼器（6）相并联，所述ISD前悬的第二级包括ISD前悬第二级弹簧（9）、ISD前悬惯容器整体非线性模型（15）和ISD前悬第二级阻尼器（16），所述ISD前悬第二级弹簧（9）、ISD前悬惯容器整体非线性模型（15）和ISD前悬第二级阻尼器（16）相并联，所述ISD前悬的第一级和所述ISD前悬的第二级相串联；所述ISD后悬的第一级包括ISD后悬第一级弹簧（7）和ISD后悬第一级阻尼器（8），所述ISD后悬第一级弹簧（7）和ISD后悬第一级阻尼器（8）相并联，所述ISD后悬的第二级包括ISD后悬第二级弹簧（17）、ISD后悬惯容器整体非线性模型（23）和ISD后悬第二级阻尼器（24），所述ISD后悬第二级弹簧（17）、ISD后悬惯容器整体非线性模型（23）和ISD后悬第二级阻尼器（24）相并联，所述ISD后悬的第一级和所述ISD后悬的第二级相串联；所述ISD前悬将车身（4）和非簧载质量（25）连接起来，所述非簧载质量（25）通过前轮（27）接受来自路面的前轮处路面垂直振动输入（29）；所述ISD后悬将车身（4）和非簧载质量（26）连接起来，所述非簧载质量（26）通过后轮（28）接受来自路面的后轮处路面垂直振动输入（30）；

B 在Matlab/Simulink中建立所述两级串联式ISD悬架半车五自由度模型的仿真模型，基于所述仿真模型进行悬架参数灵敏度分析，即通过分析悬架各参数变化对座椅处垂向加权加速度均方根值的影响程度，得到对系统性能影响较大的悬架参数。

C 将得到的所述对系统性能影响较大的悬架参数作为系统优化变量，在保证车辆行驶安全性和控制悬架撞击限位概率的前提下，以降低座椅处垂向加权加速度均方根值为系统优化目标，建立系统多目标优化模型。

D基于粒子群优化算法对所述多目标优化模型进行优化。

进一步，前述方法中，所述ISD前悬惯容器整体非线性模型（15）包括ISD前悬惯容器摩擦力模型（12）、ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型、ISD前悬惯容器理想线性模型（13）和ISD前悬惯容器螺母质量模型（14），所述ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型是由ISD前悬惯容器丝杠等效刚度模型（10）和ISD前悬惯容器丝杠等效阻尼模型（11）并联组成，所述ISD前悬惯容器摩擦力模型（12）与ISD前悬惯容器理想线性模型（13）相并联，然后与所述ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型相串联，所述ISD前悬惯容器摩擦力模型（12）、所述ISD前悬惯容器理想线性模型（13）和所述ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型整体与所述ISD前悬惯容器螺母质量模型（14）相并联；所述ISD后悬惯容器整体非线性模型（23）包括ISD后悬惯容器摩擦力模型（20）、ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型、ISD后悬惯容器理想线性模型（21）和ISD后悬惯容器螺母质量模型（22），所述ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型是由ISD后悬惯容器丝杠等效刚度模型（18）和ISD后悬惯容器丝杠等效阻尼模型（19）并联组成，所述ISD后悬惯容器摩擦力模型（20）和所述ISD后悬惯容器理想线性模型（21）并联，然后与所述ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型相串联，所述ISD后悬惯容器摩擦力模型（20）、所述ISD后悬惯容器理想线性模型（21）和所述ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型整体与所述ISD后悬惯容器螺母质量模型（22）相并联。

进一步，前述方法中，通过悬架参数灵敏度分析得到对系统性能影响较大的悬架参数为c_1f、c_1r、k_2f、k_2r、b_f、b_r，其中，c_1f为所述ISD前悬第一级阻尼器（6）的阻尼系数，c_1r为所述ISD后悬第一级阻尼器（8）的阻尼系数，k_2f为所述ISD前悬第二级弹簧（9）的刚度系数，k_2r为所述ISD后悬第二级弹簧（17）的刚度系数，b_f为所述ISD前悬惯容器理想线性模型（13）所对应的惯容系数，b_r为所述ISD后悬惯容器理想线性模型（21）所对应的惯容系数。

进一步，前述方法中，建立系统多目标优化模型，同时对车轮动载荷和悬架动行程设定如下约束条件：

E 车轮动载荷：车辆动载荷均方根值σ_Fd不得超过静载G的1/3，选取车辆静载G为3450N；

F 悬架动行程：悬架动行程均方根值σ_fd不得超过限位行程[f_d]的1/3，选取限位行程[f_d]为8 cm。

进一步，前述方法中，运用粒子群优化算法对所述多目标优化模型进行优化，具体步骤如下：

G 算法相关参数初始化，设定待优化悬架参数的取值范围，根据该范围随机产生所有粒子的位置，同时随机产生所有粒子的初始速度；

H 将每个粒子的位置赋值为待优化的悬架参数，将悬架参数代入所述两级串联式ISD悬架半车五自由度数学模型，根据模型仿真结果计算出座椅处垂向加权加速度均方根值、车轮动载荷均方根值以及悬架动行程均方根值；

I 定义粒子适应度函数为座椅处垂向加权加速度均方根值，同时进行约束条件的判定，若粒子位置所对应的悬架参数不能保证车辆行驶安全性和控制悬架撞击限位概率的要求，则该粒子不进行适应度计算，直接进行更新；

J 计算符合约束要求的粒子适应度，确定粒子的自身最优位置和全局最优位置，进行粒子位置和速度的更新；

K 迭代次数增加，若未满足结束条件，转步骤I ，否则，取当前全局最优位置为悬架参数最优解，其中，所述结束条件为：迭代次数达到最大迭代次数或者在迭代过程中粒子适应度已满足适应度要求。

本发明可以对两级串联式ISD悬架进行参数优化，其有益效果是：1. 所建两级串联式ISD悬架模型中，作为核心部件的惯容器模型为考虑非线性因素影响的非线性模型，更加符合ISD悬架的实际性能特征。 2. 针对两级串联式ISD悬架参数较多的问题，进行了悬架参数灵敏度分析，得到对系统性能影响较大的参数，然后将其作为优化变量，并通过粒子群算法进行优化，在改善悬架性能的同时，提高了系统优化计算效率。

附图说明

图1为两级串联式ISD悬架参数优化总体流程图；

图2为两级串联式ISD悬架半车五自由度模型图；

图3为悬架参数灵敏度分析结果图；

图4为基于粒子群算法的悬架参数优化流程图；

图5为参数优化前后座椅处垂向加速度功率谱密度比较图。

1-人体质量模型 2-座椅悬架弹簧 3-座椅悬架阻尼器 4-车身 5-ISD前悬第一级弹簧 6- ISD前悬第一级阻尼器 7- ISD后悬第一级弹簧 8- ISD后悬第一级阻尼器 9-ISD前悬第二级弹簧 10-ISD前悬惯容器丝杠等效刚度模型 11-ISD前悬惯容器丝杠等效阻尼模型 12-ISD前悬惯容器摩擦力模型 13-ISD前悬惯容器理想线性模型 14-ISD前悬惯容器螺母质量模型 15-ISD前悬惯容器整体非线性模型 16-ISD前悬第二级阻尼器 17-ISD后悬第二级弹簧 18-ISD后悬惯容器丝杠等效刚度模型 19-ISD后悬惯容器丝杠等效阻尼模型 20- ISD后悬惯容器摩擦力模型 21-ISD后悬惯容器理想线性模型22-ISD后悬惯容器螺母质量模型 23-ISD后悬惯容器整体非线性模型 24-ISD后悬第二级阻尼器 25-前悬非簧载质量 26-后悬非簧载质量 27-前轮 28-后轮 29-前轮处路面垂直振动输入 30-后轮处路面垂直振动输入。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明的两级串联式ISD悬架参数优化方法，总体流程如图1所示，具体包括如下步骤：

（1）建立两级串联式ISD悬架半车五自由度数学模型。

所建两级串联式ISD悬架半车五自由度模型如图2所示，两级串联式ISD悬架半车五自由度数学模型包括ISD前悬、ISD后悬以及座椅悬架，所述座椅悬架包括驾驶员质量模型1、座椅悬架弹簧2和座椅悬架阻尼器3；所述ISD前悬和后悬为两级串联式，所述ISD前悬的第一级包括ISD前悬第一级弹簧5和ISD前悬第一级阻尼器6，所述ISD前悬第一级弹簧5和ISD前悬第一级阻尼器6相并联，所述ISD前悬的第二级包括ISD前悬第二级弹簧9、ISD前悬惯容器整体非线性模型15和ISD前悬第二级阻尼器16，所述ISD前悬第二级弹簧9、ISD前悬惯容器整体非线性模型15和ISD前悬第二级阻尼器16相并联，所述ISD前悬的第一级和所述ISD前悬的第二级相串联；所述ISD后悬的第一级包括ISD后悬第一级弹簧7和ISD后悬第一级阻尼器8，所述ISD后悬第一级弹簧7和ISD后悬第一级阻尼器8相并联，所述ISD后悬的第二级包括ISD后悬第二级弹簧17、ISD后悬惯容器整体非线性模型23和ISD后悬第二级阻尼器24，所述ISD后悬第二级弹簧17、ISD后悬惯容器整体非线性模型23和ISD后悬第二级阻尼器24相并联，所述ISD后悬的第一级和所述ISD后悬的第二级相串联；所述ISD前悬将车身4和非簧载质量25连接起来，所述非簧载质量25通过前轮27接受来自路面的前轮处路面垂直振动输入29；所述ISD后悬将车身4和非簧载质量26连接起来，所述非簧载质量26通过后轮28接受来自路面的后轮处路面垂直振动输入30。

实施例中所采用的ISD前悬惯容器整体非线性模型15包括ISD前悬惯容器摩擦力模型12、ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型、ISD前悬惯容器理想线性模型13和ISD前悬惯容器螺母质量模型14，所述ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型是由ISD前悬惯容器丝杠等效刚度模型10和ISD前悬惯容器丝杠等效阻尼模型11并联组成，所述ISD前悬惯容器摩擦力模型12与ISD前悬惯容器理想线性模型13相并联，然后与所述ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型相串联，所述ISD前悬惯容器摩擦力模型12、所述ISD前悬惯容器理想线性模型13和所述ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型整体与所述ISD前悬惯容器螺母质量模型14相并联；所述ISD后悬惯容器整体非线性模型23包括ISD后悬惯容器摩擦力模型20、ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型、ISD后悬惯容器理想线性模型21和ISD后悬惯容器螺母质量模型22，所述ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型是由ISD后悬惯容器丝杠等效刚度模型18和ISD后悬惯容器丝杠等效阻尼模型19并联组成，所述ISD后悬惯容器摩擦力模型20和所述ISD后悬惯容器理想线性模型21并联，然后与所述ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型相串联，所述ISD后悬惯容器摩擦力模型20、所述ISD后悬惯容器理想线性模型21和所述ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型整体与所述ISD后悬惯容器螺母质量模型22相并联。

根据所建两级串联式ISD悬架半车五自由度模型得到ISD悬架半车模型的相关动力学方程如下：

座椅垂向运动方程：

（1）

其中，m_s为驾驶员质量，z_s为驾驶员垂直位移，k₁和c₁分别为座椅悬架的刚度系数和阻尼系数，z_sf为车身前部（对应前轮上方）垂直位移。

俯仰角φ在小范围内，有如下几何约束关系：

（2）

其中，z_a为车身质心处垂直位移，z_sr为车身后部（对应后轮上方）垂直位移，l_f为前轴至车身质心距离，l_r为后轴至车身质心距离。

车身垂向运动方程：

（3）

其中，F_f和F_r分别为前后悬架的垂向作用力，m_a为车身质量。

车身俯仰运动方程：

（4）

其中，I_φ为车身俯仰转动惯量，l_s为座椅与车身相连处至车身质心的距离。

非簧载质量垂向运动方程：

（5）

其中，m_uf为前悬非簧载质量，m_ur为后悬非簧载质量，z_uf为前悬非簧载质量垂直位移，z_ur为后悬非簧载质量垂直位移，k_tf为前轮轮胎刚度，k_tr为后轮轮胎刚度，q_f为前轮路面垂直振动输入，q_r为后轮路面垂直振动输入。

根据串联式ISD悬架各级作用力相等，可得悬架作用力表达式为：

（6）

其中，k_1f为ISD前悬第一级弹簧刚度系数，k_1r为ISD后悬第一级弹簧刚度系数，c_1f为ISD前悬第一级阻尼器阻尼系数，c_1r为ISD后悬第一级阻尼器阻尼系数，k_2f为ISD前悬第二级弹簧刚度系数，k_2r为ISD后悬第二级弹簧刚度系数，c_2f为ISD前悬第二级阻尼器阻尼系数，c_2r为ISD后悬第二级阻尼器阻尼系数，k_s为惯容器丝杠等效刚度系数，c_s为惯容器丝杠等效阻尼系数，z_wf为ISD前悬第一级和第二级之间垂直位移， z_wr为ISD后悬第一级和第二级之间垂直位移，z_nf为ISD前悬惯容器非线性模型两级之间的垂直位移，z_nr为ISD后悬惯容器非线性模型两级之间的垂直位移，m为惯容器螺母质量。

同时根据惯容器力流传播过程，可得：

（7）

其中，f₀为摩擦力幅值，sgn为符号函数，b_f为ISD前悬惯容器理想线性模型对应的惯容系数，b_r为ISD后悬惯容器理想线性模型对应的惯容系数。

基于上述方程在Matlab/Simulink中建立两级串联式ISD悬架半车五自由度仿真模型。

（2）悬架参数灵敏度分析，得到参数优化变量。

由于两级串联式ISD悬架参数较多，为了在参数优化中重点考虑对输出结果影响较大的参数，提高优化效率，对悬架参数进行了局部灵敏度分析，即通过数值仿真，分析两级串联式ISD悬架局部单一参数变化对座椅处垂向加权加速度均方根值的影响程度。

采用灵敏度系数作为悬架参数灵敏度的评价标准，计算公式如下：

（8）

式中，S_i为第i个悬架参数的灵敏度，dp_i为第i个悬架参数变化百分比，参数中心值参考机械工程学报2012年第6期刊出的 《基于半车模型的两级串联型ISD悬架性能分析》所给出的悬架参数值，其中，k_1f =17，k_1r =22，k_2f =15，k_2r =15，c_1f =1481，c_1r =1461，c_2f =2792，c_2r =2792，b_f =447.5kg，b_r =332kg，各悬架参数具体含义同前述，为座椅处垂向加权加速度均方根值变化百分比。

通过仿真计算，得到各参数灵敏度如图3所示，从图中可以看出，各参数对座椅处垂向加权加速度均方根值的影响程度不同，两级串联式ISD悬架的第一级参数c_1f、c_1r和第二级参数k_2f、k_2r、b_f、b_r的改变对座椅处垂向加权加速度均方根值的影响较大，而其余参数对座椅处垂向加权加速度均方根值的影响相对较小。由此，确定待优化参数为c_1f、c_1r、k_2f、k_2r、b_f、b_r。

（3）建立优化目标模型。

取优化目标函数为座椅处垂向加权加速度均方根值a_w，目标函数值越小，说明车辆平顺性越佳，即：

min(a_w)

a_w的计算方法如下式：

式中，G_a(f)为座椅处垂向加速度历程经频谱分析得到的功率谱密度，W(f)为频率加权函数，函数具体取值如下：

为了在优化过程中同时保证车辆行驶安全性以及控制悬架撞击限位概率，对车轮动载荷和悬架动行程设定了如下约束条件：

1）车轮动载荷：车轮动载荷均方根值σ_Fd不得超过静载G的1/3，此处选取车辆静载G为3450N；

2）悬架动行程：悬架动行程均方根值σ_fd不得超过限位行程[f_d]的1/3，此处选取[f_d]为8 cm。

同时，为了防止在优化过程中，悬架参数的取值不符合零部件的实际特性，设定了悬架参数的优化范围如下：

（4）基于粒子群优化算法进行参数优化。

结合本文的实际优化要求，算法采用的总体流程如图4所示，具体步骤如下：

1）算法初始化，设定相关参数，其中，种群规模为50、粒子维数为6、惯性权重为0.73、最大迭代次数为300、粒子加速因子r₁和r₂均为1.36，适应度要求设定为0.1；

2）根据设定的悬架参数变化范围随机产生所有粒子的位置，同时随机产生所有粒子的初始速度；

3）将每个粒子的位置赋值为悬架参数，根据悬架仿真结果计算座椅处垂向加权加速度均方根值、车轮动载荷均方根值以及悬架动行程均方根值；

4）定义粒子适应度函数为座椅处垂向加权加速度均方根值，同时进行约束条件的判定，若不符合车辆行驶安全性要求即σ_Fd > G/3或悬架动行程σ_fd > [f_d]/3，则该粒子不进行适应度计算，直接进行更新；

5）计算符合约束要求的粒子的适应度，确定粒子的pbest和gbest，其中pbest为粒子自身最优位置，gbest为粒子全局最优位置；

6）按照下式进行粒子位置和速度的更新；

7）迭代次数增加，若未满足结束条件，转步骤（4），否则，取当前gbest为最优解。

结束条件为：迭代次数达到最大迭代次数或者在迭代过程中粒子适应度已满足适应度要求。

（5）参数优化结果分析

经优化后得到的两级串联式ISD悬架参数为：ISD前悬第一级阻尼系数c_1f =2035，ISD后悬第一级阻尼系数c_1r=2174，ISD前悬第二级弹簧刚度系数k_2f =16.3，ISD后悬第二级弹簧刚度系数k_2r=16.5，ISD前悬惯容器惯容系数b_f =387 kg，ISD后悬惯容器惯容系数b_r =273 kg。

以《基于半车模型的两级串联型ISD悬架性能分析》文中所给出的悬架参数为参考对象，其中，ISD前悬第一级阻尼系数c_1f =1481，ISD后悬第一级阻尼系数c_1r =1461，ISD前悬第二级弹簧刚度系数k_2f =15，ISD后悬第二级弹簧刚度系数k_2r =15，ISD前悬惯容器惯容系数b_f =447.5kg，ISD后悬惯容器惯容系数b_r =332kg。对优化前后的悬架性能指标进行了仿真对比，假设车辆是以30m/s的速度行驶在B级路面上，优化前后座椅处垂向加速度功率谱密度的比较如图5所示。经计算可得，座椅处垂向加权加速度均方根值由优化前的0.427降低为优化后的0.324，降幅达24.12%，说明车辆乘坐舒适性得到了明显改善。

以上结果表明，采用本发明方法优化得到的两级串联式ISD悬架参数在满足车辆行驶安全性和控制悬架撞击限位概率的要求下，可使座椅处垂向加权加速度均方根值得到明显降低，车辆行驶平顺性得到进一步提高。

Claims (5)

1.一种两级串联式ISD悬架参数优化方法，包括如下步骤：

A建立两级串联式ISD悬架半车五自由度模型，所述两级串联式ISD悬架半车五自由度模型包括ISD前悬、ISD后悬以及座椅悬架，所述座椅悬架包括驾驶员质量模型（1）、座椅悬架弹簧（2）和座椅悬架阻尼器（3）；所述ISD前悬和后悬为两级串联式，所述ISD前悬的第一级包括ISD前悬第一级弹簧（5）和ISD前悬第一级阻尼器（6），所述ISD前悬第一级弹簧（5）和ISD前悬第一级阻尼器（6）相并联，所述ISD前悬的第二级包括ISD前悬第二级弹簧（9）、ISD前悬惯容器整体非线性模型（15）和ISD前悬第二级阻尼器（16），所述ISD前悬第二级弹簧（9）、ISD前悬惯容器整体非线性模型（15）和ISD前悬第二级阻尼器（16）相并联，所述ISD前悬的第一级和所述ISD前悬的第二级相串联；所述ISD后悬的第一级包括ISD后悬第一级弹簧（7）和ISD后悬第一级阻尼器（8），所述ISD后悬第一级弹簧（7）和ISD后悬第一级阻尼器（8）相并联，所述ISD后悬的第二级包括ISD后悬第二级弹簧（17）、ISD后悬惯容器整体非线性模型（23）和ISD后悬第二级阻尼器（24），所述ISD后悬第二级弹簧（17）、ISD后悬惯容器整体非线性模型（23）和ISD后悬第二级阻尼器（24）相并联，所述ISD后悬的第一级和所述ISD后悬的第二级相串联；所述ISD前悬将车身（4）和非簧载质量（25）连接起来，所述非簧载质量（25）通过前轮（27）接受来自路面的前轮处路面垂直振动输入（29）；所述ISD后悬将车身（4）和非簧载质量（26）连接起来，所述非簧载质量（26）通过后轮（28）接受来自路面的后轮处路面垂直振动输入（30）；

B 在Matlab/Simulink中建立所述两级串联式ISD悬架半车五自由度模型的仿真模型，基于所述仿真模型进行悬架参数灵敏度分析，即通过分析悬架各参数变化对座椅处垂向加权加速度均方根值的影响程度，得到对系统性能影响较大的悬架参数；

C 将得到的所述对系统性能影响较大的悬架参数作为系统优化变量，在保证车辆行驶安全性和控制悬架撞击限位概率的前提下，以降低座椅处垂向加权加速度均方根值为系统优化目标，建立系统多目标优化模型；

D基于粒子群优化算法对所述多目标优化模型进行优化。

2.根据权利要求1所述的一种两级串联式ISD悬架参数优化方法，其特征在于，所述ISD前悬惯容器整体非线性模型（15）包括ISD前悬惯容器摩擦力模型（12）、ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型、ISD前悬惯容器理想线性模型（13）和ISD前悬惯容器螺母质量模型（14），所述ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型是由ISD前悬惯容器丝杠等效刚度模型（10）和ISD前悬惯容器丝杠等效阻尼模型（11）并联组成，所述ISD前悬惯容器摩擦力模型（12）与ISD前悬惯容器理想线性模型（13）相并联，然后与所述ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型相串联，所述ISD前悬惯容器摩擦力模型（12）、所述ISD前悬惯容器理想线性模型（13）和所述ISD前悬惯容器丝杠弹性效应模型整体与所述ISD前悬惯容器螺母质量模型（14）相并联；所述ISD后悬惯容器整体非线性模型（23）包括ISD后悬惯容器摩擦力模型（20）、ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型、ISD后悬惯容器理想线性模型（21）和ISD后悬惯容器螺母质量模型（22），所述ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型是由ISD后悬惯容器丝杠等效刚度模型（18）和ISD后悬惯容器丝杠等效阻尼模型（19）并联组成，所述ISD后悬惯容器摩擦力模型（20）和所述ISD后悬惯容器理想线性模型（21）并联，然后与所述ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型相串联，所述ISD后悬惯容器摩擦力模型（20）、所述ISD后悬惯容器理想线性模型（21）和所述ISD后悬惯容器丝杠弹性效应模型整体与所述ISD后悬惯容器螺母质量模型（22）相并联。

3.根据权利要求1所述的一种两级串联式ISD悬架参数优化方法，其特征在于，所述步骤B中对系统性能影响较大的悬架参数为c_1f、c_1r、k_2f、k_2r、b_f、b_r，其中，c_1f为所述ISD前悬第一级阻尼器（6）的阻尼系数，c_1r为所述ISD后悬第一级阻尼器（8）的阻尼系数，k_2f为所述ISD前悬第二级弹簧（9）的刚度系数，k_2r为所述ISD后悬第二级弹簧（17）的刚度系数，b_f为所述ISD前悬惯容器理想线性模型（13）所对应的惯容系数，b_r为所述ISD后悬惯容器理想线性模型（21）所对应的惯容系数。

4.根据权利要求1所述的一种两级串联式ISD悬架参数优化方法，其特征在于，在建立系统多目标优化模型时对车轮动载荷和悬架动行程设定如下约束条件：

E 车轮动载荷：车辆动载荷均方根值σ_Fd不得超过静载G的1/3，选取车辆静载G为3450N；

F 悬架动行程：悬架动行程均方根值σ_fd不得超过限位行程[f_d]的1/3，选取限位行程[f_d]为8 cm。

5.根据权利要求1所述的一种两级串联式ISD悬架参数优化方法，其特征在于，基于粒子群优化算法对所述多目标优化模型进行优化的具体步骤如下：

G 算法相关参数初始化，设定待优化悬架参数的取值范围，根据该范围随机产生所有粒子的位置，同时随机产生所有粒子的初始速度；

H 将每个粒子的位置赋值为待优化的悬架参数，将悬架参数代入所述两级串联式ISD悬架半车五自由度数学模型，根据模型仿真结果计算出座椅处垂向加权加速度均方根值、车轮动载荷均方根值以及悬架动行程均方根值；

I 定义粒子适应度函数为座椅处垂向加权加速度均方根值，同时进行约束条件的判定，若粒子位置所对应的悬架参数不能保证车辆行驶安全性和控制悬架撞击限位概率的要求，则该粒子不进行适应度计算，直接进行更新；

J 计算符合约束要求的粒子适应度，确定粒子的自身最优位置和全局最优位置，进行粒子位置和速度的更新；

K 迭代次数增加，若未满足结束条件，转步骤I ，否则，取当前全局最优位置为悬架参数最优解，其中，所述结束条件为：迭代次数达到最大迭代次数或者在迭代过程中粒子适应度已满足适应度要求。