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基于靈敏度的多目標(biāo)車(chē)輛懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于獨(dú)立狀態(tài)敏感性進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化，分析了客車(chē)的動(dòng)態(tài)行為，以改善與操縱和乘坐舒適性相關(guān)的響應(yīng)。為此，將客車(chē)建模成一個(gè)18自由度的多體系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程模型基于Maggi方程使用有效動(dòng)態(tài)方程進(jìn)行引入。建模方法是一種多連桿系統(tǒng)的多體動(dòng)力學(xué)建模方法，與ADAMS類(lèi)似，而非類(lèi)似Carsim的系統(tǒng)性建模。使用直接自動(dòng)微分方法來(lái)計(jì)算獨(dú)立狀態(tài)敏感性。這使得量化19個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)于車(chē)輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響成為可能，并且能夠計(jì)算設(shè)計(jì)敏感性或者目標(biāo)函數(shù)梯度。該步驟能夠判斷車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性對(duì)于哪個(gè)參數(shù)的變化比較敏感。定義了操縱性和乘坐舒適性目標(biāo)方程，用來(lái)優(yōu)化多目標(biāo)懸架設(shè)計(jì)過(guò)程，該過(guò)程考慮了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的約束，通過(guò)最優(yōu)化的方法使得各個(gè)目標(biāo)方程達(dá)到極值。

該優(yōu)化方法使得車(chē)輛的響應(yīng)性能提升了70%，優(yōu)化之后車(chē)輛垂向振動(dòng)的振幅明顯降低。在車(chē)身較易產(chǎn)生共振的低頻區(qū)域，該設(shè)計(jì)能夠盡可能地避免共振現(xiàn)象的發(fā)生。更為重要的是，該設(shè)計(jì)方法能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛的高效布置和其它參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具有一定的普遍性意義。

刊名：Journal of Computational and Nonlinear

Dynamics（英）

刊期：2015年第5期

作者：Alfonso Callejo et al

編譯：王也