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基于区间的悬架K&C特性分析及不确定性优化
| 论文题名： | 基于区间的悬架K&C特性分析及不确定性优化 |
| 关键词： | 汽车工程;悬挂装置;多体动力学;区间优化 |
| 摘要： | 车辆运动过程中，车辆运动的状态的改变源于接地处轮胎力的改变。同时，力的变化的最直观感受者为车辆的驾驶员。悬架系统作为汽车底盘中重要组成部分，主要负责接地处轮胎与驾驶舱之间的力传递。因此，悬架系统性能的优劣从客观上可以以车辆的运动状态作为衡量，主观上以驾驶员的驾驶感受作为衡量。在汽车生产、制造、安装过程中，由于误差的存在，使得悬架硬点的实际位置具有一定的波动性，进而使得悬架K&C特性具有不确定性，而悬架K&C特性的改变对车辆运动状态的改变有重要影响。 本文以某汽车前悬架作为依托。对标车进行悬架K&C实验，综合考虑研发车面向平台，与本地悬架K&C数据数据库作对比，选取某悬架K&C特性作为标准K&C特性，即目标悬架K&C特性。根据悬架模型参数，构件间的约束关系，在ADAMS/View软件中建立了前悬架虚拟样机模型，同时，考虑到优化中ADAMS/View与Matlab软件之间的交互作用，建立了两软件的程序接口。其次，通过运用ADAMS/Insight软件对所建模型进行灵敏度分析，可得到对车位定位参数影响大的硬点，并作为悬架优化设计变量。再次，考虑到悬架在生产、制造、安装过程中的误差、标准K&C特性及悬架硬点的约束区间，为了减小车轮定位参数的波动，在Matlab软件中编写了基于区间法的悬架多目标优化程序。通过优化程序不断给ADAMS/View悬架模型更新硬点信息，以及虚拟模型给优化程序的车轮定位参数反馈，可得到一组最优的悬架硬点。 该方法具有较高的精确度，但由于Matlab与ADAMS间大量交互运算，使得计算效率略有不足。为提高效率问题，文中根据刚体多体运动学理论空间坐标变换知识，建立了前悬架数学模型。经检验，该模型的仿真结果与ADAMS/Car仿真结果吻合，这验证了所建数学模型的正确性。同时，以Sobol法作为灵敏度分析方法对悬架硬点进行灵敏度分析。通过优化算法对MATLAB模型的调用，提高了计算效率，但与ADAMS/View悬架模型相比，精确度略输一筹。 通过对最优硬点的验证，发现优化后的硬点在考虑各种误差的前提下，对应的悬架K&C特性波动性都有所减少，使所设计悬架K&C特性更加贴近标准K&C特性，具有更强的稳健性。通过对整车进行操纵稳定性试验，发现优化后的整车性能波动范围明显减小，鲁棒性显著提高。该方法具有较高实际意义，并为日后悬架设计提供了理论依据。 |
| 作者： | 任程远 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 郭孔辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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