基于多目标优化的轻型卡车悬架系统调校与试验研究

摘要

汽车底盘调校是汽车研发过程中最主要的环节之一，是确定汽车最终性能的主要方法。本文采用虚拟样机技术对某轻型卡车底盘的悬架系统进行优化匹配，并结合实车调校确定最终调校方案。 首先，研究了横置钢板弹簧的动力学建模问题，在ADAMS/Car中实现了横置钢板弹簧和纵置钢板弹簧的参数化建模，建立了包括前/后悬架系统、转向系统、车身和轮胎等的整车多体动力学模型。通过悬架K&C试验，对悬架模型进行了验证;通过整车操纵稳定性客观试验，验证了整车模型的动力学性能。 其次，基于整车多体动力学模型，进行了悬架系统多目标优化。通过悬架K&C特性分析及整车客观试验分析，确定了整车优化目标，搭建了基于Adams/Car、MATLAB和modeFrontier联合仿真平台，实现了模型参数调整、仿真计算、数据处理的自动化。通过拉丁超立方试验设计，建立了Kriging代理模型，对代理模型采用遗传算法NSGA-Ⅱ进行多目标优化，得到了Pareto最优解集，并从中选取五个较好的优化方案作为调校方案。由于该车型的调校偏重于平顺性，故选择了平顺性较好的作为首选调校方案，其它四种方案作为备选方案。 最后，通过经验丰富的整车调校师对样车进行调校，分别确定了悬架系统、转向系统和轮胎的调校方案。其中悬架系统的调校方案，与优化结果基本一致，证明了采用虚拟样机进行虚拟调校的可行性。在调校后，整车的各主观评价指标都已达到或优于目标值，同时大部分的评价指标超越标杆车，成功完成了底盘调校工作。