CN104102200B - 一种基于结构与控制集成优化的分动器设计系统 - Google Patents

一种基于结构与控制集成优化的分动器设计系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于结构与控制集成优化的分动器设计系统，包括参数给定模块、参数搜索模块、参数匹配模块、集成优化模块、仿真模块、数据存储模块。本发明克服了传统的分动器系统结构与控制分开设计所造成的研发周期长、成本高、性能差等缺点，使优化后的分动器系统具有响应快、扭矩分配比最佳、制造成本低的特点。

Description

一种基于结构与控制集成优化的分动器设计系统
技术领域
本发明涉及汽车分动器设计系统领域，具体是一种基于结构与控制集成优化的分动器设计系统。
背景技术
传统的分动器系统的设计是结构设计和控制设计相分离的，即已知分动器的结构参数及设计目标，选择适当的控制器和控制参数；或者已知控制器的参数，设计变量为分动器结构参数，再进行校正调整以达到分动器的性能指标。实际上分动器的结构参数与控制参数存在着不同程度的耦合作用。如果只考虑运动和静止状态优化出来的结构参数，将导致分动器扭矩分配比不能达到最佳，甚至不能满足设计的性能指标；如果只考虑系统稳定性和动态性设计出来的控制参数，就不能达到最优设计，甚至无法设计出满足性能要求的结构，并且延长的分动器系统的研发周期，提高了设计成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于结构与控制集成优化的分动器设计系统，以克服传统的分动器系统设计时由于结构设计与控制设计相分离所造成的耦合作用，并达到缩短研发周期，降低分动器系统的研发成本的目的。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种基于结构与控制集成优化的分动器设计系统，其特征在于：逻辑结构上由参数给定模块、参数搜索模块、参数匹配模块、集成优化模块、仿真模块构成，其中：
所述参数给定模块包括分动器系统结构参数给定子模块和分动器系统控制参数给定子模块，分动器系统结构参数给定子模块，用于新设计出的分动器参数为结构参数时选定，并输入对应的新设计出的结构参数数值；分动器系统控制参数给定子模块，用于新设计出的分动器参数为控制参数时选定，并输入对应的新设计出的控制参数数值；
所述参数搜索模块中设有分动器参数列表、分动器结构与控制集成优化数据库，参数搜索模块根据参数给定模块给定的参数类型和数值，在分动器参数列表中，搜索出与参数给定模块给定的参数最接近的两组或多组参数值，将在分动器参数列表搜索出的参数值在分动器结构与控制集成优化数据库中进行查对，找出对应的两组或多组分动器结构与控制参数，将在分动器结构与控制集成优化数据库中找出的两组或多组数据中排除掉分动器参数列表中搜索出的参数，剩余的参数作为未知参数的取值范围，并利用插值法在未知参数取值范围中算出一组或多组未知参数；
所述参数匹配模块将参数给定模块给定的参数分别与参数搜索模块算出的一组或多组未知参数进行匹配，作为待优化参数；
所述集成优化模块利用遗传算法和模糊PID控制算法集成优化由参数匹配模块给出的待优化参数，得出优化结果；
所述仿真模块对集成优化模块优化的结果进行仿真，以得到综合性能最好的一组参数。
所述的一种基于结构与控制集成优化的分动器设计系统，其特征在于：还包括数据存储模块，所述数据存储模块将仿真模块得到的数据存至参数搜索模块中的分动器结构与控制集成优化数据库中，以扩充数据库。
本发明所具有的优点是：
1、参数给定模块，只需设计出分动器系统的结构参数或控制参数，缩短了研发周期。
2、集成优化模块，克服了传统的分动器系统结构与控制分开设计所造成的研发周期长、成本高、性能差等缺点，使优化后的分动器系统满足响应快、扭矩分配比最佳、制造成本低的要求。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明的工作流程图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种基于结构与控制集成优化的分动器设计系统，逻辑结构上由参数给定模块、参数搜索模块、参数匹配模块、集成优化模块、仿真模块构成，其中：
所述参数给定模块包括分动器系统结构参数给定子模块和分动器系统控制参数给定子模块，分动器系统结构参数给定子模块，用于新设计出的分动器参数为结构参数时选定，并输入对应的新设计出的结构参数数值；分动器系统控制参数给定子模块，用于新设计出的分动器参数为控制参数时选定，并输入对应的新设计出的控制参数数值；
所述参数搜索模块中设有分动器参数列表、分动器结构与控制集成优化数据库，参数搜索模块根据参数给定模块给定的参数类型和数值，在分动器参数列表中，搜索出与参数给定模块给定的参数最接近的两组或多组参数值，将在分动器参数列表搜索出的参数值在分动器结构与控制集成优化数据库中进行查对，找出对应的两组或多组分动器结构与控制参数，将在分动器结构与控制集成优化数据库中找出的两组或多组数据中排除掉分动器参数列表中搜索出的参数，剩余的参数作为未知参数的取值范围，并利用插值法在未知参数取值范围中算出一组或多组未知参数；
所述参数匹配模块将参数给定模块给定的参数分别与参数搜索模块算出的一组或多组未知参数进行匹配，作为待优化参数；
所述集成优化模块利用遗传算法和模糊PID控制算法集成优化由参数匹配模块给出的待优化参数，得出优化结果；
仿真模块构成对集成优化模块优化的结果进行仿真，以得到综合性能最好的一组参数。
还包括数据存储模块，所述数据存储模块将仿真模块得到的数据存至参数搜索模块中的分动器结构与控制集成优化数据库中，以扩充数据库。
本发明包括参数给定模块、参数搜索模块、参数匹配模块、集成优化模块、仿真模块、数据存储模块。所述参数给定模块包括分动器系统结构参数给定子模块和分动器系统控制参数给定子模块，分动器系统结构参数给定子模块，用于新设计出的分动器参数为结构参数时选定，并输入对应的新设计出的结构参数数值；分动器系统控制参数给定子模块，用于新设计出的分动器参数为控制参数时选定，并输入对应的新设计出的控制参数数值，将该组新设计出的参数，即结构参数（或控制参数）通过该参数给定模块传递给参数搜索模块。通过分析参数给定模块给定的参数在分动器工作过程中所起作用的大小，对每一个参数设定权重，并在对应的分动器结构参数（或控制参数）列表中按照权重由大到小的原则进行搜索，即先筛选出权重大的参数组，再在此筛选出的参数组中选出权重第二的参数组，如此进行筛选，直至找到与给定参数相临近的两组或多组数据；将在分动器参数列表搜索出的参数值在分动器结构与控制集成优化数据库中进行查对，找出对应的两组或多组分动器结构与控制参数，将在分动器结构与控制集成优化数据库中找出的两组或多组数据中排除掉分动器参数列表中搜索出的参数，剩余的参数作为未知参数的取值范围，并利用插值法在未知参数取值范围中算出一组或多组未知参数；将此未知参数传递至参数匹配模块。在参数匹配模块中，将参数给定模块给出的参数分别与参数搜索模块算出的一组或多组未知参数进行匹配，将其作为待优化参数传递给集成优化模块。在集成优化模块中采用遗传算法和模糊PID控制算法对参数匹配模块中的待优化参数进行集成优化，将不满足性能要求的参数再次返回到参数搜索模块进行插值计算，直至满足要求；满足分动器性能要求的参数输入到仿真模块。使用集成优化模块中所得参数设定分动器系统参数，以在仿真模块中进行仿真，将仿真结果最好的一组参数作为分动器系统设计参数，并将此参数存入到分动器结构与控制集成优化数据库中，以扩充数据库，并为分动器进一步优化设计提供重要数据。

Claims (2)

1.一种基于结构与控制集成优化的分动器设计系统，其特征在于：逻辑结构上由参数给定模块、参数搜索模块、参数匹配模块、集成优化模块、仿真模块构成，其中：
所述参数给定模块包括分动器系统结构参数给定子模块和分动器系统控制参数给定子模块，分动器系统结构参数给定子模块，用于新设计出的分动器参数为结构参数时选定，并输入对应的新设计出的结构参数数值；分动器系统控制参数给定子模块，用于新设计出的分动器参数为控制参数时选定，并输入对应的新设计出的控制参数数值；
所述参数搜索模块中设有分动器参数列表、分动器结构与控制集成优化数据库，参数搜索模块根据参数给定模块给定的参数类型和数值，在分动器参数列表中，搜索出与参数给定模块给定的参数最接近的两组或多组参数值，将在分动器参数列表搜索出的参数值在分动器结构与控制集成优化数据库中进行查对，找出对应的两组或多组分动器结构与控制参数，将在分动器结构与控制集成优化数据库中找出的两组或多组数据中排除掉分动器参数列表中搜索出的参数，剩余的参数作为未知参数的取值范围，并利用插值法在未知参数取值范围中算出一组或多组未知参数；
所述参数匹配模块将参数给定模块给定的参数分别与参数搜索模块算出的一组或多组未知参数进行匹配，作为待优化参数；
所述集成优化模块利用遗传算法和模糊PID控制算法集成优化由参数匹配模块给出的待优化参数，得出优化结果；
所述仿真模块对集成优化模块优化的结果进行仿真，以得到综合性能最好的一组参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于结构与控制集成优化的分动器设计系统，其特征在于：还包括数据存储模块，所述数据存储模块将仿真模块得到的数据存至参数搜索模块中的分动器结构与控制集成优化数据库中，以扩充数据库。
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