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响应面法的数值方法研究及其在悬挂参数优化中的应用

王永菲  
【摘要】:针对大系统工程问题的计算模型越发复杂的情况,是否存在一种新的高效可靠的方法满足工程优化计算的需要?针对随机动态物理过程,是否存在一种有效的寻优方案?针对当前车辆悬挂参数的选取采用先经验后试用并调试的传统设计方法,是否可以利用现代高科技理论建设高效可靠的优化方法呢?本文所研究的响应面法的数值分析方法提供了一条解决上述问题的新途径,其基本思想是:在局部用低次多项式逼近复杂未知函数,用统计方法来检验拟合的效果,当拟合效果达到要求时,通过一次搜索和二次优化的方法寻求下一个优化值点,从而得到全局范围内一个合理的优化值点。 虽然前人对响应面法进行了研究,但并没有给出具体的操作步骤和详细算法;将响应面法应用于车辆动力学领域,用来优化车辆悬挂参数是该方法应用的一个新方向。本文在上面两个领域开展了新的研究工作,研究的内容主要包括:(1)给出一个利用响应面法进行随机动态系统仿真优化的完全数值方案,并且对每一步的操作和实现作详细地说明;(2)利用C++语言建立该方案相应的优化程序并利用有理论解的数学函数检验方案和程序的正确性;(3)通过建立车辆悬挂参数与垂向舒适性指标之间的关系,利用响应面法优化悬挂参数,提高车辆垂向舒适性。对具有双自由度的简化车辆模型在随机不平顺激励下的参数优化进行分析,进而研究四轴客车垂向振动模型的悬挂参数优化问题。


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