共享底盘平台悬架的多目标优化方法的研究

摘要

随着汽车产业的迅速发展，人们对汽车的性能需求也日益提高。行驶平顺性和操纵稳定性是汽车非常重要的两个性能指标，但是二者之间相互耦合，单纯的对其中的某一项性能进行优化往往会导致另一项性能的降低。为了均衡的提升汽车的的综合性能，本文采用了多岛遗传算法对汽车进行多目标优化，最终使得汽车的行驶平顺性和操纵稳定性均得到了提高。
　　 为了更有效的进行优化工作，首先应对汽车的初始平顺性和操稳性进行评价。本文以W1车型为研究对象，利用多体动力学仿真软件ADAMS/Car对W1车型进行整车建模。根据国标GB/T4970-1996《汽车行驶平顺性随机输入行驶试验方法》的要求和国标GB/T6323-94《汽车操纵稳定性的试验方法》分别对汽车平顺性和操稳性进行仿真。随后依据ISO2631-1:1997(E)《汽车行驶平顺性的评价方法》和QC/T480-1999《汽车操稳性试验的评价标准》分别对汽车平顺性和操稳性进行评价。根据评价的结果，制定后续的优化流程。
　　 然后，采用多学科优化软件iSight-FD和多体动力学仿真软件ADAMS/Car进行联合优化。在iSight-FD中建立联合优化模型，采用批处理命令的形式调用ADAMS/Car中的整车模型。以前后悬架的硬点坐标、减振器阻尼和弹簧刚度等51个参数作为设计变量，以评价汽车行驶平顺性试验的总加权加速度均方根和评价操稳性各个试验的计分值作为目标函数并进行DOE试验设计，得到设计变量参数对目标函数影响程度的Pareto图，选取对目标函数影响较大的参数作为最终的设计变量，采用多岛遗传算法进行多目标优化，使汽车的平顺性和操稳性得到均衡提升。
　　 最后，在本文的研究基础上，以W1车型为基础模型进行了二次开发，开发出了共享底盘悬架平顺性和操稳性仿真分析系统。该分析系统由4个总功能模块、23个子功能模块组成。四个总功能模块包括：整车各子系统建模模块、整车装配模块、汽车行驶平顺性仿真分析功能模块、汽车操纵稳定性仿真分析功能模块。操作者只需在该系统对应的的界面中输入相关参数，就可完成各子系统建模、整车建模及整车平顺性仿真和操稳性仿真。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景及研究意义

1.2 国内外发展趋势及研究现状

1.3 课题主要研究内容

1.4 本章小结

第2章 基于汽车平顺性和操稳住的动力学仿真

2.1 整车特征参数的获取及整车装配

2.2 汽车行驶平顺性的影响因素

2.3 汽车行驶平顺性的评价方法

2.3.1 ISO2631评价方法

2.3.2 ISO2631-1: 1997(E)评价方法

2.4 在ADAMS/CAR中进行平顺性仿真

2.5 汽车操纵稳定性的影响因素

2.6 汽车操纵稳定性的评价方法

2.6.1 GB/T 6323-1994评价方法

2.7 在ADAMS/CAR中进行操稳性仿真及评价

2.7.1 稳态回转仿真分析与评价

2.7.2 转向阶跃仿真与评价

2.7.3 转向脉冲仿真与评价

2.7.4 转向回正仿真与评价

2.7.5 蛇行仿真与评价

2.8 本章小结

第3章 基于汽车平顺性和操稳性的多目标优化

3.1 多学科优化软件ISIGHT-FD简介

3.1.1 多学科优化技术

3.1.2 iSight-FD软件概述

3.1.3 iSight-FD使用流程[48-49]

3.1.4 iSight-FD的优化算法

3.2 基于遗传算法对汽车悬架的多目标优化

3.2.2 实验工况及目标函数的确定

3.2.3 问题分析及优化变量的选择

3.2.4 设计变量的灵敏度分析

3.2.5 利用多岛遗传算法对汽车底盘悬架进行多目标优化

3.3 优化前后汽车评顺性和操稳性对比分析

3.4 本章小结

第4章 共享底盘悬架平顺性和操稳性分析系统的开发

4.1 共享底盘开发系统的基本思想

4.2 共享底盘开发系统的总体设计

4.2.1 共享底盘系统的总体描述

4.2.2 系统模块的主界面

4.2.3 各子系统建模功能模块

4.2.4 仿真模型装配功能模块

4.2.5 整车操稳性仿真分析模块

4.2.6 整车平顺性仿真分析模块

4.3 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果