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响应面法的数值方法研究及其在悬挂参数优化中的应用
| 论文题名： | 响应面法的数值方法研究及其在悬挂参数优化中的应用 |
| 关键词： | 响应面法;车辆悬挂系统;参数优化;随机过程;数值仿真 |
| 摘要： | 针对大系统工程问题的计算模型越发复杂的情况，是否存在一种新的高效可靠的方法满足工程优化计算的需要?针对随机动态物理过程，是否存在一种有效的寻优方案?针对当前车辆悬挂参数的选取采用先经验后试用并调试的传统设计方法，是否可以利用现代高科技理论建设高效可靠的优化方法呢?本文所研究的响应面法的数值分析方法提供了一条解决上述问题的新途径，其基本思想是：在局部用低次多项式逼近复杂未知函数，用统计方法来检验拟合的效果，当拟合效果达到要求时，通过一次搜索和二次优化的方法寻求下一个优化值点，从而得到全局范围内一个合理的优化值点。 虽然前人对响应面法进行了研究，但并没有给出具体的操作步骤和详细算法；将响应面法应用于车辆动力学领域，用来优化车辆悬挂参数是该方法应用的一个新方向。本文在上面两个领域开展了新的研究工作，研究的内容主要包括：(1)给出一个利用响应面法进行随机动态系统仿真优化的完全数值方案，并且对每一步的操作和实现作详细地说明；(2)利用C++语言建立该方案相应的优化程序并利用有理论解的数学函数检验方案和程序的正确性；(3)通过建立车辆悬挂参数与垂向舒适性指标之间的关系，利用响应面法优化悬挂参数，提高车辆垂向舒适性。对具有双自由度的简化车辆模型在随机不平顺激励下的参数优化进行分析，进而研究四轴客车垂向振动模型的悬挂参数优化问题。 通过对以上问题的研究，得到以下主要结论：(1)本文给出的响应面法的完全数值方案是正确的，并且在计算机上是可以实现的；(2)响应面法应用到车辆悬挂参数的优化中，不仅是可行的，而且在大大提高计算速度的前提下可以得到满意的优化结果，同时这也是响应面法应用领域的一个创新。 在研究响应面法的过程中，本文主要取得了以下成果：(1)给出了一个正确可行的响应面法的完全优化方案并在计算机上实现了程序；(2)针对拟合二次多项式的稳定点不在拟合区域内或稳定点是鞍点或极大值点这种情况，没有局限于前人的分析，而是提出了一个算法用来寻找在拟合区域内一个能够得到优化的方向；(3)将响应面法的优化方案应用到车辆动力学中，用于优化车辆悬挂系统的参数优化，并得到了比较满意的结果，这是响应面法用于优化的一个新方向；(4)在计算机上对车辆简化模型和四轴客车垂向振动模型的仿真的过程中，如何求解车辆悬挂参数与垂向舒适性指标的微分方程关系式是一大难题，本文针对直接求解方式的不足，利用傅立叶变换有效解决了该问题。 |
| 作者： | 王永菲 |
| 专业： | 基础数学 |
| 导师： | 王成国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中央民族大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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