提高車輛換擋品質的魯棒性優(yōu)化設計

在現(xiàn)有使用環(huán)境下對自動變速器進行設計時，魯棒性設計被認為是最重要的設計目標之一。在自動變速器制造和工作不確定時，利用魯棒性優(yōu)化設計可保證車輛具有較高的換擋品質和換擋可靠性?？紤]到自動變速器制造和操作條件造成的不確定性，對自動變速器自動校準設計了一種新的魯棒設計策略，保證車輛在不確定條件下的換擋品質。

指出了摩擦離合器和液壓系統(tǒng)是影響車輛換擋品質不確定因素的主要來源，其中主要包括溫度變化引起的摩擦因數、電磁閥特性和回位彈簧剛度的變化、磨損造成平均摩擦半徑的變化以及空氣的壓縮特性和污垢引起的油壓響應延遲。對上述不確定因素統(tǒng)計分析時，需要依靠大量的測量試驗數據，但為節(jié)約成本，依據有限的測量樣本和相關工程師的實際經驗對上述不確定因素進行分析。根據分析結果，建立了摩擦離合器和液壓系統(tǒng)的數學模型，將運動性和舒適性作為評價換擋品質的評價指標。換擋運動性使用換擋時間來表示，換擋舒適性使用加速度偏差的高階平均值表示，這兩個值越小說明換擋運動性和舒適性越高。給出了上述兩值的計算表達式和約束條件，因此，將魯棒性優(yōu)化設計問題轉化為求最小值問題。同時，對上述兩值優(yōu)化屬于多目標優(yōu)化問題。介紹了響應面優(yōu)化方法，該方法常需要較多的測量樣本且耗時較長，因而采用多目標遺傳優(yōu)化算法進行優(yōu)化設計。

利用Matlab/Simulink對換擋行為進行模擬優(yōu)化，模擬過程共遺傳100代。模擬結果表明，所設計的魯棒性優(yōu)化策略的有效性，即使在各種不確定因素處于最壞情況下時，所設計的優(yōu)化策略也能保證換擋品質具有可接受值。

刊名：Optimization and

Engineering（英）刊期：2015年第10期

作者：Andreas Wurm et al編譯：王祥