基于容差模型的半挂汽车列车行驶平顺性优化.pdf

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1、．基础研究·基于容差模型的半挂汽车列车行驶平顺性优化★陈新志孙桓五刘荣柳宁周钦(太原理工大学)【摘要】采用传统的确定性优化方法对半挂汽车列车行驶平顺性进行设计时，由于忽略了不确定因素导致设计变量波动情况．从而获得的优化结果可靠性低。建立了9自由度的半挂汽车列车平顺性模型，在考虑设计变量波动的基础上．建立了基于容差模型的稳健优化数学模型。将优化结果与确定性优化结果对比可知，两种方法均提高了平顺性能．但是稳健性优化可靠度更高。主题词：半挂汽车行驶平顺性稳健性优化容差模型中图分类号：U461．4文献标识码：A文章编号：1000—3703(2014)04—0048—05

2、RidieComfortOptimizationofSemitrailerTrainBasedonToleranceModelChenXinzhi，SunHuanwu，LiuRong，LiuNing，ZhouQin(TaiyuanUniversityofTechnology)【Abstract]Whentraditionaldeterministicoptimizationisappliedinthedesignofsemitrailertrainridecomfort，lowreliabilityisproducedduetoneglectofuncertai

3、ntywhichcausesdesignvariablefluctuation．9-DOFofsemitrailertrainridecomfortmodelisestablished，andbasedontheconsiderationofdesignvariablefluctuation，arobustoptimizedmathematicsmodelbasedontolerancemodelisestablished．Theoptimizationresultsarecomparedwithdeterministicoptimizationresults，

4、whichshowthatbothofthetwomethodsimproveridecomfort，whereastherobustoptimizationhasbetterreliabilitythanthetraditionaldeterministicoptimizationdesign．Keywords：Semitrailertrain，Ridecomfort，Robustnessoptimization，Tolerancemodel针对平顺性优化，国内、外学者在改善模型精容差模型的稳健优化．就是要使得当设计变量或某度、算法的应用、控制策略等方面做了大

5、量研究[。些噪声因素(不可控因素)发生变差时。质量特性对然而传统的确定性优化方法很少考虑到设计变量波这些变差的影响不敏感．且要求约束条件仍然满足。动的影响．如悬架刚度或其他位置等参数的不确定图1为容差模型的原理，由设计变量变差引性都有可能使目标函数不能保持最优值或约束条件起约束函数的变差△，为此在设计空间内形成了稳得不到满足．从而使确定性优化失败。针对此问题，健设计的新可行域再求解．即稳健设计解。修正约本文提出采用基于容差模型的稳健优化方法．降低束条件为(，三)+△-0而目标函数的方差最小即目标函数对设计变量波动的敏感程度．从概率上保可保证质量特性对变差波动的敏

6、感性保持最小。证约束条件得到满足．且在半挂汽车列车行驶平顺性优化设计中进行验证1容差模型稳健性优化原理产品设计值与制造后和使用中实际值的差异称为设计变量的变差。当这种变差传递给目标函数和约束函数时。会引起质量指标和约束的变差，可能导O致目标函数波动明显或约束条件不再满足。而基于图1容差模型原理}基金项目：太原市科技明星项目(11014922)。-——48-——汽车技术·基础研究．故基于容差模型的稳健优化设计模型可以表示为：()()缶l=(1，2，⋯)然后对其求均值和方差：min咖(面)=Var{y(x，)l／Zy=y(／z，，⋯，)+。1羔萼lii=1Oxls．

7、t．，岛(，三)s0√=1，2，⋯，m(1)nn(E{y(x，z)))一≤0蕞2I，：O'=式中。、为设计变量名义值或均值的上下界值；zy(薏)+n(器I。．c6t为噪声因素；yn为质量特性的目标值，可以通过确定当任意两个设计变量之间相互独立时．即相性优化确定关系数P=0，上述设计函数的均值和方差可以简当设计变量为如图2所示统计容差带时．对于化为：正态分布N(，)，其容差带取：=y⋯，)+1主≥Itxii(7)l△I=3o1，2，⋯n(2)。i=1当利用统计容差带建立约束函数时．稳健可行性条件应为：耋2(8)gi(，)，0√=1，2，⋯m(3)利用式(5)和式(

8、6)或式(7)和式(8)