基于遗传算法的汽车平顺性时域仿真与优化

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1、基于遗传算法的汽车平顺性时域仿真与优化　　摘要：首先，建立汽车五自由度振动系统的力学模型，利用牛顿第二定律建立动力学方程，并基于IFFT法进行路面不平度的时域模拟。然后，通过ADAMS进行对比验证平顺性模型。最后，以悬架刚度阻尼为设计变量，以悬架动挠度和轮胎相对动载荷为约束函数，以座椅中心加权加速度均方根值为目标函数，建立其优化模型，利用Matlab优化工具箱中的遗传算法函数进行优化。优化结果表明，遗传算法具有很强的全局寻优能力，优化结果大大地改善了平顺性指标，提高了汽车的性能。　　关键词：平顺性；IFFT；时域模拟；Ma

2、tlab；遗传算法　　中图分类号：TN911.7?34；U461.4文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）23?0136?05　　Geneticalgorithmbasedvehicleridecomforttime?domainsimulationandoptimization　　BAOJiading，WUJianwei，MOQiuyun　　（SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，GuilinUniversityofElectronicTechnology，

3、Guilin541004，China）　　Abstract：Themechanicalmodelofvehicle′sfivedegreesoffreedomvibrationsystemwasestablished.ThekineticequationwasestablishedwithNewton′ssecondlaw.Theroadroughnesstime?domainsimulationwasperformedbasedonIFFT（inversefast12Fouriertransform）method.The

4、ridecomfortmodelwasverifiedwithADAMS.Anditsoptimizationmodelwasestablishedbytakingthesuspensionstiffnessanddampingasthedesignvariables，suspensiondynamicdeflectionandrelativedyna?micloadofvehicletireastheconstraintfunction，androot?mean?squarevalueofseatcenterweighe

5、daccelerationastheobjectivefunction.ThemodelwasoptimizedwithgeneticalgorithmfunctioninMatlaboptimizationtoolbox.Theoptimizationresultsshowthatthegeneticalgorithmhasgoodglobaloptimizationability，theoptimizationresultimprovestheindicatorofridecomfortandthevehicle′sp

6、erformance.　　Keywords：ridecomfort；IFFT；time?domainsimulation；Matlab；geneticalgorithm　　0引言12　　汽车行驶平顺性（简称平顺性）是指汽车在保持正常车速行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限内[1]。随着人们对汽车平顺性要求的不断提高，平顺性的研究已经深入到非线性动力学分析中，并通过建立非线性动力学模型来提高平顺性仿真的精度和优化的质量。然而，非线性系统不满足叠加原理，根据路面谱利用传递函数计算平顺性评价指标的频域分析方

7、法已经不再适用，由此产生了多种路面不平的时域模拟方法[2?4]，用以进行平顺性时域仿真分析。平顺性仿真的目的是进行平顺性优化，力求进一步提高汽车的舒适性能。然而，现有的文献大多只进行了平顺性时域仿真，并未进行平顺性优化[5?7]。对此，本文采用IFFT法（逆快速傅里叶变换法）对路面不平度进行时域模拟，以某型号汽车线性振动系统为例，利用遗传算法对其进行优化。　　遗传算法[8?10]（GeneticAlgorithms，GA）是借鉴生物界自然选择和进化机制发展起来的高度并行、随机、自适应搜索算法。遗传算法具有很强的鲁棒性，不依

8、赖问题的具体领域，特别适合处理传统方法难以解决的复杂非线性问题。随着Matlab软件的升级和函数的优化，遗传算法函数在适用性、可靠性、稳定性以及通用性方面都有了很大的提高和改善，由此成为了本文汽车平顺性优化的首选算法。　　1汽车五自由度动力学模型　　1.1力学模型　　根据汽车的特点进行适当简化，简化由轮