一種基于全生命周期的汽車底盤技術(shù)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于全生命周期的汽車底盤技術(shù)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計方法，包括以下步驟：第一步，汽車整車參數(shù)的輸入；第二步，確定最佳虛擬樣機(jī)模型；第三步，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，設(shè)計變量由可控變量、環(huán)境噪聲因素和動力學(xué)測試參數(shù)組成；第四步，確定個體性能偏好，分層次聚合后，以整體性能偏好函數(shù)求解優(yōu)化穩(wěn)健解；第五步，設(shè)計結(jié)果的驗證。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是將開發(fā)設(shè)計階段、生產(chǎn)制造階段、使用階段的多種信息參數(shù)作為設(shè)計變量，并以所有個體性能偏好聚合而成的整體性能偏好函數(shù)求解優(yōu)化穩(wěn)健解，保證了汽車底盤全生命周期的優(yōu)化性能和穩(wěn)健性能。另外，以通過仿真對比確定的最佳底盤樣機(jī)模型為設(shè)計平臺，保證了底盤結(jié)構(gòu)類型的最優(yōu)性。
【專利說明】一種基于全生命周期的汽車底盤技術(shù)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種汽車底盤設(shè)計方法，尤其是汽車底盤穩(wěn)健設(shè)計方法，屬于汽車設(shè)計【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]【背景技術(shù)】:
在現(xiàn)有的汽車底盤設(shè)計中，一般采用經(jīng)驗法、對比法、基于底盤單系統(tǒng)或多系統(tǒng)集成設(shè)計的方法。經(jīng)驗法主要是依據(jù)經(jīng)驗公式對底盤的某些技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計；對比法主要是與參考車型進(jìn)行對比分析確定相關(guān)技術(shù)參數(shù)；基于底盤單一系統(tǒng)或多系統(tǒng)集成優(yōu)化的設(shè)計方法主要是以汽車底盤的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等某一系統(tǒng)或多系統(tǒng)為平臺進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計或穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計。這些方法一般只是以底盤的某些技術(shù)參數(shù)為設(shè)計變量，以汽車使用階段的某一種或幾種運(yùn)行狀態(tài)的動力學(xué)測試參數(shù)為目標(biāo)函數(shù)，穩(wěn)健設(shè)計中也只考慮了安裝誤差、制造誤差等生產(chǎn)制造階段的不確定信息，沒有將底盤全生命周期內(nèi)各個階段的信息進(jìn)行集成優(yōu)化，因此不能保證產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)，即開發(fā)設(shè)計階段、生產(chǎn)制造階段、使用階段的優(yōu)化性能和穩(wěn)健性能。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明可以解決的問題是提出一種基于全生命周期的汽車底盤技術(shù)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計方法，首先通過多個底盤虛擬樣機(jī)模型的仿真對比分析得到最佳的底盤樣機(jī)模型，然后以最佳樣機(jī)模型為平臺，設(shè)計其數(shù)學(xué)模型，并將汽車底盤開發(fā)設(shè)計階段、生產(chǎn)制造階段、使用階段的多種信息參數(shù)作為設(shè)計變量，以個體性能偏好函數(shù)表示，分層次全部聚合到整體性能偏好函數(shù)中，最后以整體性能偏好函數(shù)求解優(yōu)化穩(wěn)健解。這種方法保證了汽車底盤在全生命周期內(nèi)的優(yōu)化性能和穩(wěn)健性能。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于全生命周期的汽車底盤技術(shù)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計方法，包括以下步驟:
第一步，汽車整車參數(shù)的輸入，作為汽車底盤技術(shù)參數(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；
第二步，確定汽車底盤最佳虛擬樣機(jī)模型，調(diào)用底盤各子系統(tǒng)的參數(shù)化子模塊，以輸入的整車參數(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建出多個不同結(jié)構(gòu)類型的汽車底盤初始設(shè)計模型，并對比分析多種運(yùn)行工況下的動力學(xué)特性，確定最佳的樣機(jī)模型，并以此為基準(zhǔn)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型及個體性能偏好函數(shù)；
第三步，構(gòu)建汽車底盤的數(shù)學(xué)模型，以汽車底盤全生命周期為設(shè)計平臺，將汽車底盤開發(fā)設(shè)計階段、生產(chǎn)制造階段、使用階段的多種參數(shù):可控變量、噪聲因素、動力學(xué)測試參數(shù)作為設(shè)計變量，約束條件主要是指機(jī)構(gòu)的尺寸約束、不發(fā)生運(yùn)動干涉的條件等，目標(biāo)函數(shù)為由所有個體性能偏好函數(shù)聚合而成的整體性能偏好函數(shù)；
第四步，偏好函數(shù)的定義，對可控變量、噪聲因素、動力學(xué)測試參數(shù)等設(shè)計變量確定個體性能偏好函數(shù)，并分層次聚合到整體性能偏好函數(shù)中進(jìn)行集成優(yōu)化，以整體性能偏好函數(shù)求解優(yōu)化穩(wěn)健解，在求解過程中對權(quán)重系數(shù)進(jìn)行偏好定義；
第五步，設(shè)計結(jié)果驗證，將優(yōu)化穩(wěn)健解帶入底盤虛擬樣機(jī)模型中進(jìn)行仿真驗證，并與經(jīng)驗公式求解的數(shù)值以及底盤技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的車型對比，確認(rèn)完善后得到最終的設(shè)計結(jié)果，同時將設(shè)計結(jié)果儲存到底盤技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)庫中。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點是:將汽車底盤開發(fā)設(shè)計階段、生產(chǎn)制造階段、使用階段的多種參數(shù)作為設(shè)計變量，并以個體性能偏好函數(shù)表示，分層次聚合到整體性能偏好函數(shù)中，以整體性能偏好函數(shù)求解底盤技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化穩(wěn)健解，保證了汽車底盤全生命周期的優(yōu)化性能和穩(wěn)健性能。另外，以通過仿真對比分析確定的最佳底盤虛擬樣機(jī)模型為基準(zhǔn)設(shè)計數(shù)學(xué)模型，保證了底盤結(jié)構(gòu)類型的最優(yōu)性。
[0006]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明的技術(shù)路線示意圖。
[0007]【具體實施方式】:
下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的最佳實施方式。
[0008]1.設(shè)計輸入
首先輸入整車的基本參數(shù)，主要包括整車的軸距、輪距、主銷中心距、載荷、質(zhì)心的位置、輪胎的主要參數(shù)，以及底盤技術(shù)參數(shù):轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、行駛系統(tǒng)、制動系統(tǒng)的初始值和定義域，汽車使用中的噪聲因素:載荷、制動力、轉(zhuǎn)向力矩的初始值和定義域等。
[0009]2.確定最佳虛擬樣機(jī)模型
以輸入的整車基本參數(shù)為基準(zhǔn)，利用參數(shù)化虛擬樣機(jī)模型自動完成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)等模塊的裝配，各模塊劃分如下
【權(quán)利要求】
1.一種基于全生命周期的汽車底盤技術(shù)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，汽車整車參數(shù)的輸入，作為汽車底盤技術(shù)參數(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)； 第二步，確定汽車底盤最佳虛擬樣機(jī)模型，調(diào)用底盤各子系統(tǒng)的參數(shù)化子模塊，以輸入的整車參數(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建出多個不同結(jié)構(gòu)類型的汽車底盤初始設(shè)計模型，并對比分析多種運(yùn)行工況下的動力學(xué)特性，確定最佳的樣機(jī)模型，并以此為基準(zhǔn)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型及個體性能偏好函數(shù)； 第三步，構(gòu)建汽車底盤的數(shù)學(xué)模型，以汽車底盤全生命周期為設(shè)計平臺，將汽車底盤開發(fā)設(shè)計階段、生產(chǎn)制造階段、使用階段的多種參數(shù):可控變量、噪聲因素、動力學(xué)測試參數(shù)作為設(shè)計變量，約束條件主要是指機(jī)構(gòu)的尺寸約束、不發(fā)生運(yùn)動干涉的條件等，目標(biāo)函數(shù)為由所有個體性能偏好函數(shù)聚合而成的整體性能偏好函數(shù)； 第四步，偏好函數(shù)的定義，對可控變量、噪聲因素、動力學(xué)測試參數(shù)等設(shè)計變量確定個體性能偏好函數(shù)，并分層次聚合到整體性能偏好函數(shù)中進(jìn)行集成優(yōu)化，以整體性能偏好函數(shù)求解優(yōu)化穩(wěn)健解，在求解過程中對權(quán)重系數(shù)進(jìn)行偏好定義； 第五步，設(shè)計結(jié)果驗證，將優(yōu)化穩(wěn)健解帶入底盤虛擬樣機(jī)模型中進(jìn)行仿真驗證，并與經(jīng)驗公式求解的數(shù)值以及底盤技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲的車型對比，確認(rèn)完善后得到最終的設(shè)計結(jié)果，同時將設(shè)計結(jié)果儲存到底盤技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)庫中。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于全生命周期的汽車底盤技術(shù)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計方法，其特征在于，可控變量的偏好以經(jīng)驗公式的計算結(jié)果、仿真測試結(jié)果以及對比車型相應(yīng)的設(shè)計值為依據(jù)進(jìn)行定義，偏好函數(shù)可以是一次函數(shù)，也可以是其它類型的函數(shù)，或多個函數(shù)的組合函數(shù)。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種基于全生命周期的汽車底盤技術(shù)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計方法，其特征在于，以汽車整車動力學(xué)性能為依據(jù)，對動力學(xué)測試參數(shù)確定個體性能偏好函數(shù)，并以汽車常用參數(shù)數(shù)值范圍確定環(huán)境噪聲因素的偏好。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種基于全生命周期的汽車底盤技術(shù)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計方法，其特征在于，對于個體偏好集成函數(shù)和整體性能偏好函數(shù)的權(quán)重系數(shù)偏好，可以采用權(quán)重比方式確定，也可以采用其他方式確定。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種基于全生命周期的汽車底盤技術(shù)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計方法，其特征在于，在配對比較矩陣中，可以按照用戶的需求調(diào)整初始權(quán)重重要性比值，從而改變最終的權(quán)重偏好值。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種基于全生命周期的汽車底盤技術(shù)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計方法，其特征在于，在提交最終設(shè)計結(jié)果的同時，將本次設(shè)計結(jié)果儲存到底盤技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)庫中。
【文檔編號】G06F17/50GK103942392SQ201410165365
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】張蕾, 董恩國, 關(guān)志偉 申請人:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)