电动轮汽车差速助力转向多目标协同优化

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要电动轮汽车采用的差速助力转向技术可同时实现主动转向和电动助力转向功能，不仅可以将汽车转向轻便性和驾驶员转向路感完美融合，而且还能使汽车的安全性与灵活性协调统一，是一种理想的汽车动力转向技术。差速助力转向的各种性能指标之间相互联系、相互影响，有必要寻求一种多目标协同优化方法对其进行优化设计。本文在建立三自由度整车操纵模型的基础上，建立差速助力转向系统的动力学分析模型，提出转向路感、转向灵敏度和转向经济性等三个性能指标，并对其进行量化。在此基础上，分析差速助力转向系统各个设计

2、参数对性能指标的影响，寻找出对性能指标影响较大的设计参数。通过研究基于试验设计的响应面近似模型理论，选用拉丁超立方试验设计安排设计变量，构建各性能指标的二次多项式响应面模型。通过研究非支配排序遗传算法，建立差速助力转向各性能指标的目标函数及约束条件，构建多目标优化设计模型，得到差速助力转向的Pareto最优解集；通过研究多学科协同优化算法，构建以转向经济性为主系统，转向路感、转向灵敏度和转矩、转角传感器最大扭转角为子系统的差速助力转向的协同优化计算模型，并于主系统中采用多岛遗传算法，子系统中采用序列二次

3、规划算法展开协同优化；在分析对比多目标遗传算法和协同优化算法的基础上，将非支配排序遗传算法引入到协同优化算法中，使传统的主系统为单目标的协同优化转换为主系统为多目标的协同优化，并计算得到更为理想的差速助力转向Pareto最优解集。关键词：车辆工程，电动轮汽车，差速助力转向，多目标，协同优化i电动轮汽车差速助力转向多目标协同优化ABSTRACTAsanidealpowersteeringsystem,theDifferentialAssistedSteeringSystemwithelectricmoto

4、r,whichcanrealizebothactivesteeringandassistedsteeringatthemeantime,cannotonlycombinesteeringsensewithsteeringportabilityperfectlybutcoordinatewithsteeringsafetyandflexibility.BecausetheperformancesoftheDifferentialAssistedSteeringSystemwereinfluencedand

5、relatedwitheachother,itwasessentialtosearchforaMulti-objectiveCollaborativeOptimizationmethodtodealwiththeoptimizationjobs.Basedonthethreedegreeoffreedomhandingstabilityvehiclemodel,thedynamiticmodelofthesteeringsystemwasbuiltandsteeringeconomy,steerings

6、enseandsteeringflexibilitywereproposedandquantified.Onthefoundationofthat,theparameters’influenceontheperformanceswasanalyzedtochoosethemoreinfluentialonestoprepareforthenextwork.Afterthat,thetheoryaboutResponseSurfaceApproximateModelbasedonLatinHyper-cu

7、beDesignofExperimentwasstudied,andsecondorderpolynomialresponsesurfacemodelsofeveryperformancewerebuilt.BystudyingtheNon-dominatedSortingGeneticAlgorithmⅡ,theobjectivefunctionoftheDifferentialAssistedSteeringSystemanditsconstraintswerebuilt.Besidesthat,t

8、heCollaborativeOptimizationcalculationstructure,takensteeringeconomyasmainsystemandsteeringsense,steeringflexibility,themaximumtorqueangleofthesensorassubsystems,wasbuilt.TheMulti-islandGeneticAlgorithminthemainsystemandth