本技术涉及汽车悬架控制，特别涉及一种轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化方法及装置。
背景技术：
1、对于轮毂电机驱动电动车而言，由于其大大缩短了动力传输距离，使得整车空间利用率和传动效率相比于传统车辆显著提升，因此轮毂电机成为近些年研究热点。但因为轮毂部分集成了太多部件，使得簧下质量大幅增加，给整车平顺性和操纵稳定性带来了诸多不利因素，因此对于悬架系统的控制要求要更高。汽车悬架系统主要分为被动、主动和半主动悬架，显然被动悬架无法解决轮毂电机驱动电动车簧下质量增加带来的缺点，而主动悬架造价昂贵、结构复杂，适用范围不够广泛，半主动悬架结构较为简单且造价低廉。
2、相关技术中，对于半主动悬架的控制方法主要包括：天棚和地棚阻尼控制、pid控制、lqg控制、滑膜变阻尼结构控制、最优控制、鲁棒性控制和神经网络控制等，其中bp神经网络pid控制方法在控制非线性、时变性、多干扰系统情况下效果出色，自适应能力强，因此应用前景良好。
3、然而，相关技术依赖于神经网络的初始权值和阈值，且存在训练时收敛速度慢、易陷入局部极小的缺点，并且对于轮毂电机驱动车辆而言，现如今的研究在外界激励方面仅考虑了路面激励，对于轮毂电机的激励和路面施加的二次激励并未加以考虑，导致悬架系统建模不够准确，亟待改善。
技术实现思路
1、本技术提供一种轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化方法及装置，以解决相关技术依赖于神经网络的初始权值和阈值，存在训练时收敛速度慢、易陷入局部极小的缺点，并且对于轮毂电机驱动车辆而言，仅考虑了路面激励，对于轮毂电机的激励和路面施加的二次激励并未加以考虑，导致悬架系统建模不够准确等问题。
2、本技术第一方面实施例提供一种轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化方法，应用于模型构建阶段，其中，所述方法包括以下步骤：根据轮毂电机驱动电动车半主动悬架的可调阻尼力、簧上质量位移、悬架弹簧刚度和轮胎刚度中的至少之一构建二自由度四分之一车辆模型；根据所述二自由度四分之一车辆模型建立轮毂电机驱动电动车的动力学模型；根据白噪声路面激励、路面二次激励和轮毂电机激励优化所述轮毂电机驱动电动车的动力学模型，得到优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型，以利用所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型得到所述轮毂电机驱动电动车半主动悬架的最终控制结果。
3、可选地，在本技术的一个实施例中，所述根据白噪声路面激励、路面二次激励和轮毂电机激励优化所述轮毂电机驱动电动车的动力学模型，得到优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型，包括：根据所述白噪声路面激励建立路面激励数学模型；根据路面对所述轮毂电机驱动电动车施加的二次激励建立路面二次激励数学模型；根据所述轮毂电机驱动电动车对电机和车轮的振动激励建立轮毂电机激励数学模型；根据所述路面激励数学模型、所述路面二次激励数学模型和所述轮毂电机激励数学模型优化所述轮毂电机驱动电动车的动力学模型，得到所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型。
4、可选地，在本技术的一个实施例中，所述轮毂电机驱动电动车的动力学模型的构建公式为：
5、
6、其中，m1为非簧载质量，m2为簧载质量，m3为轮毂电机和减速机构的质量，y1为所述非簧载质量的位移，y2为所述簧载质量的位移，yr为所述路面的二次激励，q为所述路面的随机激励，k1为轮胎刚度，k2为悬架刚度，f(t)为所述轮毂电机的垂向激励，fd为作用在所述轮毂电机驱动电动车半主动悬架上的主动控制力，k为路基的刚度，c为所述路基的阻尼系数，c2为所述轮毂电机驱动电动车半主动悬架的阻尼系数，f为轮胎力，e为所述路面的弹性模量，i为所述路面的转动惯量，a为所述路面的横截面积，ρ为所述路面的密度，δ为狄拉克函数，x为所述轮毂电机驱动电动车在行驶方向上的位移，v为所述轮毂电机驱动电动车的行驶速度。
7、本技术第二方面实施例提供一种轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化方法，应用于模型应用阶段，其中，所述方法包括以下步骤：获取白噪声路面激励、路面二次激励和轮毂电机激励；将所述白噪声路面激励、所述路面二次激励和所述轮毂电机激励输入至所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型，得到轮毂电机驱动电动车半主动悬架的最终控制结果，其中，所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型由白噪声路面激励、路面二次激励和轮毂电机激励优化轮毂电机驱动电动车的动力学模型后得到。
8、可选地，在本技术的一个实施例中，所述将所述白噪声路面激励、所述路面二次激励和所述轮毂电机激励输入至所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型，得到轮毂电机驱动电动车半主动悬架的最终控制结果，包括：基于所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型，对bp神经网络进行优化，得到满足预设最优条件的pid控制参数，并根据所述满足预设最优条件的pid控制参数得到所述最终控制结果。
9、本技术第三方面实施例提供一种轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化装置，应用于模型构建阶段，其中，所述装置包括：构建模块，用于根据轮毂电机驱动电动车半主动悬架的可调阻尼力、簧上质量位移、悬架弹簧刚度和轮胎刚度中的至少之一构建二自由度四分之一车辆模型；建立模块，用于根据所述二自由度四分之一车辆模型建立轮毂电机驱动电动车的动力学模型；控制模块，用于根据白噪声路面激励、路面二次激励和轮毂电机激励优化所述轮毂电机驱动电动车的动力学模型，得到优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型，以利用所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型得到所述轮毂电机驱动电动车半主动悬架的最终控制结果。
10、可选地，在本技术的一个实施例中，所述控制模块包括：第一建立单元，用于根据所述白噪声路面激励建立路面激励数学模型；第二建立单元，用于根据路面对所述轮毂电机驱动电动车施加的二次激励建立路面二次激励数学模型；第三建立单元，用于根据所述轮毂电机驱动电动车对电机和车轮的振动激励建立轮毂电机激励数学模型；优化单元，用于根据所述路面激励数学模型、所述路面二次激励数学模型和所述轮毂电机激励数学模型优化所述轮毂电机驱动电动车的动力学模型，得到所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型。
11、可选地，在本技术的一个实施例中，所述轮毂电机驱动电动车的动力学模型的构建公式为：
12、
13、其中，m1为非簧载质量，m2为簧载质量，m3为轮毂电机和减速机构的质量，y1为所述非簧载质量的位移，y2为所述簧载质量的位移，yr为所述路面的二次激励，q为所述路面的随机激励，k1为轮胎刚度，k2为悬架刚度，f(t)为所述轮毂电机的垂向激励，fd为作用在所述轮毂电机驱动电动车半主动悬架上的主动控制力，k为路基的刚度，c为所述路基的阻尼系数，c2为所述轮毂电机驱动电动车半主动悬架的阻尼系数，f为轮胎力，e为所述路面的弹性模量，i为所述路面的转动惯量，a为所述路面的横截面积，ρ为所述路面的密度，δ为狄拉克函数，x为所述轮毂电机驱动电动车在行驶方向上的位移，v为所述轮毂电机驱动电动车的行驶速度。
14、本技术第四方面实施例提供一种轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化装置，应用于模型应用阶段，其中，所述装置包括：获取模块，用于获取白噪声路面激励、路面二次激励和轮毂电机激励；输入模块，用于将所述白噪声路面激励、所述路面二次激励和所述轮毂电机激励输入至所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型，得到轮毂电机驱动电动车半主动悬架的最终控制结果，其中，所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型由白噪声路面激励、路面二次激励和轮毂电机激励优化轮毂电机驱动电动车的动力学模型后得到。
15、可选地，在本技术的一个实施例中，所述输入模块包括：优化单元，用于基于所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型，对bp神经网络进行优化，得到满足预设最优条件的pid控制参数，并根据所述满足预设最优条件的pid控制参数得到所述最终控制结果。
16、本技术第五方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化方法。
17、本技术第六方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化方法。
18、本技术实施例可以将白噪声路面激励、路面二次激励和轮毂电机激励加以考虑，构建更为精准的系统建模，并将麻雀搜索算法ssa与bp神经网络相结合，发挥ssa强大的局部、全局搜索能力和快速收敛的优势，优化bp神经网络的初始权值和阈值，得到最优的pid控制参数，达到更好的控制效果。由此，解决了相关技术依赖于神经网络的初始权值和阈值，存在训练时收敛速度慢、易陷入局部极小的缺点，并且对于轮毂电机驱动车辆而言，仅考虑了路面激励，对于轮毂电机的激励和路面施加的二次激励并未加以考虑，导致悬架系统建模不够准确等问题。
19、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
1.一种轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化方法，其特征在于，应用于模型构建阶段，其中，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据白噪声路面激励、路面二次激励和轮毂电机激励优化所述轮毂电机驱动电动车的动力学模型，得到优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮毂电机驱动电动车的动力学模型的构建公式为：
4.一种轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化方法，其特征在于，应用于模型应用阶段，其中，所述方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述白噪声路面激励、所述路面二次激励和所述轮毂电机激励输入至所述优化后的轮毂电机驱动电动车的动力学模型，得到轮毂电机驱动电动车半主动悬架的最终控制结果，包括：
6.一种轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化装置，其特征在于，应用于模型构建阶段，其中，所述装置包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：
8.一种轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化装置，其特征在于，应用于模型应用阶段，其中，所述装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-3或4-5任一项所述的轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-3或4-5任一项所述的轮毂电机驱动电动车半主动悬架的控制优化方法。
