[发明专利]基于敏感性分析的麦弗逊悬架多目标优化函数构建方法

说明书

本发明公开了一种基于敏感性分析的麦弗逊悬架多目标优化函数构建方法，其特征是：建立前轮各定位参数与回正力矩、轮胎磨损的数学模型，采用敏感性分析的方法定量前轮各定位参数对回正力矩和轮胎磨损的影响程度，确定高速工况下和低速工况下，主销后倾角、主销内倾角、外倾角、前束角的权重系数；建立整车仿真模型，通过平顺性试验获得仿真数据，从而建立麦弗逊悬架硬点坐标的多目标优化模型。本发明能有效保证麦弗逊悬架硬点坐标多目标优化模型中权重系数的客观性与合理性，从而提高汽车的操纵稳定性，减轻轮胎磨损。

技术领域

本发明涉及一种基于敏感性分析的麦弗逊悬架多目标优化函数构建方法，属于汽车被动悬架系统的几何参数优化技术领域。

背景技术

麦弗逊悬架是一种广泛应用于中小型轿车的被动悬架系统，其运动学特性对车辆操纵稳定性具有重要影响。麦弗逊悬架系统的前期开发过程中，往往先确定各零件的质量参数及弹簧、衬套、减震器、轮胎的力学参数，再布置悬架硬点的空间位置，从而使车轮在路面激励过程中定位参数的变化处于理想的范围内，减小轮胎磨损和滚动阻力，提高车辆直线行驶性能和转向操纵轻便性。

在悬架多目标优化问题中，往往通过寻优最佳硬点坐标，以优化汽车的前轮定位参数，从而提高汽车行驶的操纵稳定性。前轮定位参数中，主销内倾角和主销后倾角的主要作用是产生回正力矩，以减小转向操纵力；前束角的引入是为了克服外倾角所造成的轮胎偏磨损。因此，基于上述定位参数间的关系，为减少优化目标个数，多采用直接加权法、目标规划法等数理统计方法，分别确定出各定位参数之间的权重系数，从而构建仅有两个优化目标函数的多目标优化模型。然而，上述基于数值统计原理的传统方法，仅对各定位参数进行了简单的归一化处理，未考虑前轮定位参数其对回正力矩、轮胎磨损的影响，不能准确反映各定位参数间的相对重要程度，难以保证优化结果的科学性与合理性。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足之处，提供一种基于敏感性分析的麦弗逊悬架多目标优化函数构建方法，建立前轮各定位参数与轮胎磨损、回正力矩之间数学模型，以期可以合理计算各定位参数间的权重系数，建立高速工况下和低速工况下都得到优化的麦弗逊悬架硬点坐标的多目标优化模型，从而保证优化结果的合理性与有效性，符合工程实际要求。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于敏感性分析的麦弗逊悬架多目标优化函数构建方法特点是按如下步骤进行：

步骤1、根据麦弗逊悬架系统数据，建立麦弗逊悬架系统的动力学模型；

步骤2、对所述动力学模型进行灵敏度分析，进而确定所述多目标优化的设计变量，所述设计变量为麦弗逊悬架硬点坐标；

步骤3、根据整车数据，在多体动力学仿真软件ADAMS/Car中建立整车仿真模型；

步骤4、对前轮各定位参数分别进行正交试验设计，并在多体动力学仿真软件ADAMS/Car中对所述整车仿真模型进行平顺性试验，分别获得高速工况下和低速工况下前轮各定位参数与各自静态值之差的绝对值最大值的仿真数据；

所述前轮各定位参数包括：主销后倾角γ、主销内倾角β、外倾角α和前束角δ；

步骤5、基于所述仿真数据，运用响应面法建立前轮各定位参数与各自静态值之差的绝对值最大值的响应面数学模型；

步骤6、采用敏感性分析的方法，定量前轮各定位参数对回正力矩和轮胎磨损的影响程度，从而确定出在高速工况下和低速工况下，主销后倾角、主销内倾角、外倾角和前束角在麦弗逊悬架硬点坐标多目标优化模型中的权重系数；

步骤7、建立如式(1)所示的麦弗逊悬架硬点坐标的多目标优化模型；