液压参数对互联悬架动态响应的灵敏度分析及优化

摘要

悬架系统可以缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车平顺行驶。液压互联悬架作为一种新型悬架系统，可以独立配置悬架系统的刚度和阻尼，在不影响乘坐舒适性的前提下，还可以改善车辆的操纵稳定性。从已有的研究侧重点和方法来看，国内外学者对互联悬架的研究主要集中在建模和对稳定性的考察，几乎没有对液压参数进行过单独的分析。
　　因此，本文对液压互联悬架系统展开了一系列研究，运用Sobol全局灵敏度分析方法对液压参数进行了灵敏度分析，并选择关键液压参数进行了正交优化分析，主要内容如下:
　　本文首先建立了四自由度半车防侧倾液压互联悬架模型，分析介绍了机械系统与液压系统的组成与工作原理，并基于该模型的机械液压耦合的边界条件建立了频域内的整个系统的动力学方程。
　　其次，为了得到液压互联悬架的动态响应，首先根据频域的动力学模型得到四阶振动模态、传递函数等模型的固有特性，验证了模型的准确性和有效性。通过加入路面对半车模型的输入激励，得到不同工况下的垂直模态和侧倾模态下的车身加速度功率谱密度响应。
　　然后，针对液压参数对液压互联悬架动态响应的灵敏度分析展开了研究。选用最优拉丁超立方抽样方法对液压参数进行试验设计。为了可以检验多个参数同时变化对模型结果产生的总影响，选取Sobol全局灵敏度分析方法计算液压参数的灵敏度值。将垂直和侧倾两种模态下的液压参数灵敏度值进行大小排序，得出影响车身垂直加速度输出谱密度和车身侧倾加速度输出谱密度的关键液压参数，并做出理论分析，验证了结果的合理性。
　　最后，基于灵敏度分析的结果，对液压参数进行正交优化分析。选定优化变量和目标函数后，建立Isight与Matlab联合仿真平台对垂直和侧倾两个模态的车身加速度功率谱密度响应进行多目标优化，得到优化后的液压参数值和优化前后的液压互联悬架动态响应对比曲线。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 互联悬架的国内外研究现状

1．3 灵敏度分析

1．3．1 灵敏度分析简介

1．3．2 灵敏度分析方法

1．4 本文研究的主要内容

1．5 本章小结

第2章 四自由度半车液压互联悬架模型

2．1 液压式互联悬架系统的结构及原理

2．2 四自由度液压互联悬架建模

2．2．1 机械系统建模

2．2．2 液压系统建模

2．2．3 机械液压耦合系统的边界条件

2．2．4 四自由度液压互联悬架的建模方程

2．3 本章小结

第3章 液压互联悬架动态响应分析

3．1 互联悬架的振动模态

3．2 传递函数

3．3 半车模型的路面输入

3．4 液压互联悬架的动态响应

3．5 本章小结

第4章 液压参数灵敏度分析

4．1 灵敏度分析概述

4．2 灵敏度计算

4．2．1 Sobo1法的原理

4．2．2 试验设计

4．2．3 目标函数

4．2．4 灵敏度计算

4．3 结果分析

4．4 本章小结

第5章 液压系统参数优化

5．1 定义优化问题

5．1．1 优化变量的确定

5．1．2 优化目标函数的确定

5．2 优化模型

5．2．1 Isight概述

5．2．2 优化平台

5．3 优化算法的选取

5．3．1 多目标优化问题

5．3．2 正交优化算法

5．3．3 联合仿真优化

5．4 优化结果

5．5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A(攻读硕士学位期间所发表的论文)