1、工二學校代號：學號：密級：公開湖南大學碩士學位論文基于改進遺傳算法的剛柔耦合非線性懸架汽車平順性優化堂僮申請厶姓名！奎吐松昱垣筮名盈驅箍；塞瞳燮教援墻羞墮僮；扭越量運裁王猩堂暄童些名疊；奎麴王捏詮窒握童旦塑；！生蘭旦旦詮塞筌趲旦期；至！生三旦！窆旦簽避委雖全圭廑；萱童遮熬援（），湖南大學學位論文原創性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。名：鑼巧吼州“力鉑學位

2、論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權湖南大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于、保密口，在年解密后適用本授權書。、不保密團。（請在以上相應方框內打“”）作者簽名：期：和年名上名導師簽名：期：年乃少日碩士學位論文摘要汽車的平順性是指保持汽車在行駛過程中乘員所處的振動和沖擊環境的舒適性在一定的范圍之內的性能，對于載貨汽車還包括保持貨物完好的性能。隨著車速和人們對車輛性能要求的提高，

3、平順性已經是車輛在市場競爭中爭奪優勢的一項重要性能指標，是現代高速汽車的主要性能之一，因而如何最大限度地降低汽車在行駛過程中所產生的振動，改善和優化車輛的行駛平順性是一項十分有價值和意義的工作。伴隨計算機技術的迅猛發展和多體系統動力學的廣泛應用，更加逼近實車、精準的車輛振動模型建立起來。剛柔耦合系統和非線性懸架開始引入汽車平順性研究。本文是在環境下建立的剛柔耦合非線性懸架整車模型的基礎上，在環境下編輯腳本仿真分析程序，對車輛平順性進行仿真分析，得出了人椅位置垂向加速度以及懸架動行程和車輪動載荷的均方根值與非線性懸架特征參數的關系曲線。近代生物進化理論和仿生學的發展，給工程最優化問題提供了新的設

4、計思路與方案。本文基于軟件，采用遺傳算法，根據平順性評價指標和懸架特征參數的關系對剛柔耦合的非線性懸架整車模型的懸架八項特征參數進行了優化匹配。考慮標準遺傳算法易出現“早熟和搜索停滯現象的緣故，對群體初始化和遺傳算子進行了改進。通過對比優化前后汽車行駛平順性評價指標證明該聯合優化設計方法的可行性和優良性。該研究對提高其行駛平順性能、降低成本和縮短開發周期有著一定的現實意義。關鍵詞：平順性；遺傳算法；聯合優化，。，”，：；碩士學位論文目錄學位論文原創性聲明學位論文版權使用授權書摘要：第章緒論汽車平順性平順性評價方法的標準化車輛振動模型的精度化剛柔耦合系統和非線性懸架在平順性研究中的應用剛柔耦合系

5、統在汽車平順性研究中的應用非線性懸架在汽車平順性研究中的應用平順性優化研究現狀論文的主要內容及構成第章整車模型建立與平順性仿真研究引言剛柔耦合的非線性懸架整車模型的建立軟件概述剛柔耦合的非線性懸架整車模型的建立一整車模型腳本仿真程序創建測量函數定義輸出變量腳本仿真程序整車模型仿真分析動力學仿真計算原理分析改變懸架彈簧剛度的線性系數改變懸架彈簧剛度的非線性系數改變減震器阻尼的線性系數改變減震器阻尼的非線性系數一本章小結第章遺傳算法及其改進。引言、，基于改進遺傳算法的剛柔耦合非線性懸架汽車平順性優化遺傳算法的特點及其應用遺傳算法的基本原理編碼（）一遺傳操作一適應度函數一算法運行參數的選取一遺傳算法

6、的改進群體初始化的改進遺傳算子的改進一程序考核本章小結第章整車平順性聯合優化設計引言：聯合優化設計的特點聯合優化設計的應用聯合優化設計的實現聯合優化設計步驟設計變量的選取約束條件的確定一目標函數的建立與轉化一聯合優化描述懸架參數的匹配對操縱穩定性的影響本章小結一第章全文總結及展望全文總結研究展望參考文獻致射附錄（程序測試函數）附錄（攻讀學位期間所發表的學術論文）碩士學位論文章緒汽車平順性論汽車的平順性是指保持汽車在行駛過程中乘員所處的振動和沖擊環境的舒適性在一定的范圍之內的性能，對于載貨汽車還包括保持貨物完好的性能¨。它是現代高速汽車的主要性能之一，國內外對其的研究也由淺入深。追溯至

7、世紀年代始，國內外對車輛平順性的改進研究一般沿以下兩條主線：一是評價方法的標準化，二是振動模型的精度化。平順性評價方法的標準化汽車平順性的研究首先需要制定評價方法和評價指標，而平順性主要是根據乘員主觀感覺的舒適性來評價，由于它是一個主觀因素，所以評價起來就相當復雜。年國際標準化組織制定了國際標準，于年修訂后重新發表，該標準制了兩種評價方法一一倍頻帶法和總加權值評價方法，適用于頻率范圍內對人體承受的全身振動的評價。不足之處是是以短時簡諧振動的試驗研究成果為基礎，所以目前對之于在汽車的長時間隨機振動環境以及其它一些沖擊比較大的振動境中的應用仍有爭議，還在不斷補充和修正之中乜。年，英國南安普敦大學聲

8、振動研究所人體工程研究室的在多年試驗研究的基礎上，提出“總乘坐值法。總體乘坐值法綜合考慮不同頻率的加速度均方根值和不同方向振動的影響，能減少對平順性能的誤判，是較為全面的、適用場合較廣的振動不舒適性評價方法。之后他編寫了英國標準，并應國際標準化組織的委托起草全面修訂的新草案，為年新標準的產生做出了貢獻。年，經過幾次修改和補充，公布了：（）人體承受全身振動評價一一第一部分：一般要求。這一標準對于評價長時間作用的隨機振動和多輸入點多軸向振動環境對人體的影響時，能更好地和主觀感覺一致。評價法在國際上應用較為普遍，我國參照采用國際標準人體承受全身振動能力的評價指南制定了自己的標準。目前國內在進行汽車平

9、順性評價時，用得最多的是汽車平順性隨機輸入行駛試驗方法，客車平順性評價指標及限值和汽車平順性脈沖輸入行駛試驗方法等哺，人們通常將和聯合起來使用陽。但由于國內外不同的學者和學術團體在平順性評價問題上所持的觀點不盡相同，所以到基于改進遺傳算法的剛柔耦合非線性懸架汽車平順性優化目前為止還沒有一種評價方法得到國際公認，即使是己被廣泛采用的和也不能完全令人滿意。這些方法大都只對不同路面等級、不同車速、不同測點、不同振動方向進行分別評價，而沒有考慮到同時來自這幾個方面的綜合影響。車輛振動模型的精度化早期受理論方法和計算手段的限制，建立的車輛振動模型只有一個自由度，這種簡化模型僅可作定性分析。為了研究“座椅

10、一人體”系統的振動在整車振動系統中的作用及相互影響，即在兩個自由度模型的基礎上加入“座椅一人體”系統構成三自由度模型。世紀年代以來，伴隨計算機技術的迅猛發展和多剛體系統動力學理論的不斷完善，使得上述問題研究有了質的飛躍。國外多剛體系統動力學模型在車輛平順性方面的分析在年代中后期已經相當廣泛。包括等人研究的自由度的剛體動力學模型盯和英國大學的等人建立了個自由度的多體動力學整車模型舊，等。我國在多體系統動力學方面的研究方面起步較晚但發展很快。從世紀代中后期開始，我國開始將多剛體系統動力學方法引入到汽車平順性研究中，其中比較具備代表性的有：年謝衛國對半掛汽車列車平順性了探討，介紹了個自由度的半掛汽車

11、列車振動分析模型，利用該模型和計算機軟件分析了各種構參數對半掛汽車列車行駛平順性的影響舊；年王連明運用模態分折技術建立了自由度“人體一座椅一車輛系統的動力學模型，利用隨機振動理論，給出了振動形態、傳遞函數、車輪動載荷、座椅加速度等參量的計算方法，該模型可對汽車的行駛平順性進行預測和評估引。年張慶才等人采用多剛體系統動力學建立自由度振動模型，以各態歷經的路面隨機輸入譜對車輛的平順性進行了仿真研究¨；年重慶大學的樊興華等人以種工況下人體垂直方向加速度加權均方根值作為舒適性評價指標，建立了九自由度汽車振動模型朝；年中國農業大學的王國權等人建立了自由度的汽車乘坐動力學模型，并利用對其在級隨機

12、路面上行駛的平順性進行了仿真計算扣；年合肥工業大學的喬明俠建立了自由度的瑞風商務車模型，進行平順性仿真分析引。剛柔耦合系統和非線性懸架在平順性研究中的應用剛柔耦合系統在汽車平順性研究中的應用建立合理的車輛平順性模型，是平順性理論分析的重要手段之一，可用于分析汽車結構參數對平順性的影響，優化分析汽車平順性。車輛平順性的模型雖然已近從早期最簡單的單自由度、簡諧輸入發展到多自由度、多輸入的隨機激勵的碩士學位論文空間模型，但是它們具備一個共同的特點一一基于多剛體系統動力學的剛體線性振動模型。自上世紀年代末年代始，國外開始把多柔體系統動力學理論和方法用于汽車技術領域，這標志著汽車多體動力學的研究領域從最

13、初的剛體系統的運動學研究擴展到包含柔體的多體系統動力學研究卜引。由于汽車振動分析技術有了很大的發展，首先在汽車的振動分析中引入了模態綜合技術。這使汽車的振動分析模型從原來的多自由度剛體模型發展成為建立在車架等部件有限元分析基礎上的、考慮彈性變形的二維子結構模型。尤其在汽車車架的強度分析中，這種模型得到了廣泛的應用。國外在利用振動理論研究汽車平順性方面進展很快，已將具有多方面功能（包含模態綜合技術、平順性結構參數的優化設計等等）的大型計算機軟件應用于汽車研究、設計中。我國在這方面的研究雖然起步較晚但發展很快，近幾年也出了不少成果。年，樸英花、馬天飛等利用軟件建立了某輕型客車的車身有限元模型，將其

14、轉化為模型中的柔體部件，并與底盤模型相結合建立了整車剛柔耦合模型，通過與剛體車身模型仿真計算結果的比較，探討了剛柔耦合模型對整車振動響應計算的影響，而剛體車身的作用力略有波動，說體模型加大了前后振動的耦合作用，剛柔耦合模型響應的頻率信息更加詳細，振動幅值減小。年，楊柳青等利用系統動力學仿真軟件建立懸架多柔體運動學分析模型，并分別對懸架模型進行了多剛體和多柔體仿真，其結果表明基于多柔體系統的仿真誤差比基于多剛體系統的誤差要小，仿真結果更接近實際情況，以及考慮到懸架構件的柔性對仿真結果的影響比運動副內橡膠襯套彈性變形對仿真結果的影響小瞠。年，張立軍等基于多體動力學理論，應用機械系統分析軟件，建立了

15、計及懸架下擺臂、縱向推力桿和橫向穩定桿柔性的剛柔耦合整車模型，其中柔性桿件的模態通過有限元分析獲得。對車身、下擺臂垂直加速度功率譜密度以及懸架動行程和輪胎動位移進行了分析，并與多剛體模型的仿真結果進行了比較，結果表明：剛柔耦合的作用使車身垂直加速度功率譜密度的幅值降低了，下擺臂垂直加速度功率譜密度的峰值減，輪胎動載荷減小約，懸架動行程增大。剛柔耦合模型之間的差異隨車速提高，懸架構件的柔性在汽車平順性分析中不可忽視心¨。非線性懸架在汽車平順性研究中的應用對于汽車振動非線性平順性問題的研究，由于非線性問題本身的復雜性，起步較晚。計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，為汽車振動的非線性振動的研究

16、提供了有力工具。在汽車非線性模型方面，最早的是、瞳基于改進遺傳算法的剛柔耦合非線性懸架汽車平順性優化等引入鋼板彈簧干摩擦等非線性因素模型。進入年代，越來越多的專家開始致力于汽車懸架非線性特性的研究，各種剛度可變和阻尼可變的非線性懸架應運而生。但是由于非線性分析比較復雜，現有的汽車懸架振動研究仍多討論線性結構。而汽車懸架振動受到各種非線性因素的影響，描述其振動行為的數學模型應是多自由度的非線性數學模型，因此，在車輛非線性隨機振動和平順性研究中，考慮懸架的非線性因素更能真實的反應實際車輛在行駛中的各種情況；構建實用、有效的懸架非線性模型，對其進行結構修改和平順性預測，用以指導生產設計和改造，是很有

17、研究意義的課題。年，鄭蘭霞等建立了汽車懸架系統的數學模型，分析了懸架元件的非線性對汽車特性的影響分析，然后建立了五自由度的汽車整車非線性動力學模型，并進行了平順性分析。最后通過實車試驗數據與仿真計算結果的比較，驗證理論模型的可靠性羽。年，李碧軍應用和軟件，建立懸架橫向穩定桿、前懸架下橫臂、后懸架縱擺臂柔性體模型，將懸架系統中的彈簧剛度和減振器阻尼的非線性因素考慮到整車模型中，在環境下建立基于剛柔耦合的整車非線性模型，并在相同的仿真環境下，對比研究多剛體線性整車模型和剛柔耦合的非線性懸架整車模型這兩種模型的整車平順性。仿真研究結果表明剛柔耦合的非線性模型的平順性優于多剛體線性模型，進一步說明了在

18、研究整車的平順性時建立剛柔耦合的非線性懸架模型的必要性心引。平順性優化研究現狀汽車行駛平順性的優劣直接影響到乘員的乘坐舒適性和身心健康，其次振動產生的動載荷會沖擊汽車的零部件，加速零部件的磨損，降低零部件的疲勞壽命。同時它還影響車輛的動力性、經濟性、操縱穩定性等。隨著車速和人們對車輛性能要求的提高，平順性已經是車輛在市場競爭中爭奪優勢的一項重要性能指標，因而如何最大限度地降低汽車在行駛過程中所產生的振動，改善和優化車輛的行駛平順性是一項十分有價值和意義的工作。平順性優化傳統的方法是建立虛擬樣機模型后，采用實驗方法對車輛的振動特性進行仿真分析，對模型中懸架設計參數或其他零部件特征參數進行靈敏度分

19、析，考察它們對車輛平順性的影響，然后以垂向加速度均方根植或者三向加速度均方加權值為優化目標，改進設計參數以達到改善車輛行駛平順性的目的。但是該種方法往往只能優化匹配一到兩個設計參數，對經驗數據和設計人員的水準比較倚重。近年來，在多設計參數、多評價指標和多約束條件的平順性優化問題上，研究人員提出了新的參數優化匹配方法一一將現代控制理論或最優化理論結合虛擬碩士學位論文樣機模型進行聯合優化設計，并取得了一些進展。年，倪晉尚建立空間八自由度模型進行了頻域內的響應分析，觀察一些參數的變化對平順性的影響，以駕駛員垂直加速度的均方根值作為汽車行駛平順性優化目標值、以前后懸架垂直剛度作為優化變量的優化設計模型

20、，并輔以靜撓度、動撓度、頻率、動載荷等非線性約束，使用序列二次規劃法，利用編制優化程序，求得前后懸架垂直剛度的最優匹配值，達到優化車輛平順性能的目的。年趙旗等探討遺傳算法應用于汽車行駛平順性仿真的可行性，以汽車兩自由度振動模型為對象，建立了汽車行駛平順性優化仿真模型，運用遺傳算法對該優化仿真模型進行了求解。通過優化前后汽車行駛平順性指標對比表明遺傳算法用于汽車行駛平順性優化仿真取得較好的效果，可以進一步應用于基于高自由度汽車振動模型的汽車行駛平順性仿真優化問題中乜朝。年劉星、周孔亢等采用線性化方法對空氣彈簧的非線性數學模型進行處理，并在車輛模型的基礎上，考慮垂直和俯仰兩個方向的振動，使用多目標

21、及遺傳算法相結合的方法，對車輛系統的平順性進行優化。結果表明優化后的車輛平順性的各項指標有了不同程度的改善，為進一步對車輛設計參數的選擇打下了良好的基礎心們。從以上描述中可以得知，在行駛平順性優化和懸架參數匹配研究問題上，建立能夠更精確地反映實際車輛系統結構特點和更真實地逼近實車的整車虛擬樣機模型以及采用較為全面的平順性評價指標，并結合采用較優的優化算法對模型進行聯合優化設計的方法有待于進一步研究。論文的主要內容及構成本文是在李碧軍參照某型號越野車實車數據建立的剛柔耦合非線性懸架整車模型的基礎上，通過對整車模型的平順性分析，采用改進的遺傳算法聯合仿真優化的方法，優化匹配前后非線性懸架的八項特征

22、參數，達到提高該車平順性能的目的。本文構成如下：第一章：回顧了汽車平順性的國內外研究概況；介紹了剛柔耦合體系和非線性懸架在車輛平順性研究中的應用；探討了平順性優化的現狀、方法和發展趨勢；引出了本文研究的主要內容和文章的構成。第二章：概述了從整車多剛體模型到剛柔耦合的非線性懸架的整車模型的建立過程；介紹了腳本仿真分析程序不同于實驗仿真分析的運用；對軟件的主要功能，語言特點，腳本文件和文件分別進行了闡述；對動力學仿真計算原理進行了分析。在本章中對車輛平順性進行了仿真計算，通過運行腳本仿真程序，得出八項懸架特征參數變化對車輛平順性評價指標的影響關基于改進遺傳算法的剛柔耦合非線性懸架汽車平順性優化系曲

23、線和各參數的合理取值范圍，為最后懸架特征參數的匹配和整車平順性優化提供了有力依據。第三章：介紹了遺傳算法的基本原理、編碼方式、執行策略、遺傳算子、遺傳算法的特點和不足之處。針對標準遺傳算法容易出現“早熟”和停滯搜索的現象，對群體的初始化和遺傳算子進行了改進，其中對選擇算子采用最優保存和輪盤賭選擇相結合的改進方法，對交叉和變異算子采用自適應交叉變異予以改進。第四章：介紹了聯合優化設計方法，對本文聯合遺傳算法和對整車平順性進行優化設計的三個階段進行了描述，對第三階段需要確定三個方面的內容即設計變量、約束條件以及目標函數進行了詳細的闡述。在確定了設計變量、約束條件和目標函數以后，設定算法運行的各項參

24、數，用改進的遺傳算法聯合對整車模型進行仿真優化。對比分析了優化前后整車平順性的改善；對比分析了優化前后整車模型在不同車速下各評價指標的均方根值變化。碩士學位論文第章整車模型建立與平順性仿真研究引言隨著在汽車行駛平順性研究中對模型精度要求的日益提高，將懸架構件和其他具有明顯柔性體特性的部件視作剛體的傳統處理方法已經不能滿足研究需要，它們的非線性特性和柔性變形不應被忽略。因此，在虛擬樣機平順性仿真分析模型中考慮柔性部件的柔性體特性和變形部件的非線性特性是非常有必要的。剛柔耦合的非線性懸架整車模型的建立本文是在李碧軍基于建立的剛柔耦合非線性懸架整車模型的基礎上進行研究的。下面對軟件做簡要介紹。軟件概

25、述（）軟件是由美國機械動力公司（）所開發的機械系統動態仿真軟件。通過使用其交互圖形環境和部件庫、約束庫、力庫用戶可以迅速建立完全參數化的機械系統幾何模型。提供多種可選模塊，其中核心軟件包包括交互式圖形環境（圖形用戶界面模塊）、（仿真求解器）和（專用后處理）等，這些使得在汽車行業中的應用日益廣泛。剛柔耦合的非線性懸架整車模型的建立在中建立某型號越野車的剛柔耦合非線性懸架整車模型的三個步驟：首先建立前懸架及轉向系統、橫向穩定桿、后懸架系統、人一椅系統、路面和車輪模型，并將這些系統整合成整車多體動力學模型；將多剛體線性模型中的前后懸架的彈簧剛度和減振器阻尼非線性化，建立橫向穩定桿、前懸架下橫臂、后懸

26、架縱橫臂的柔體模型和懸架中的橡膠襯套模型；將柔性體部件代替原來的多剛體部件，建立基于剛柔耦合的非線性懸架整車模型。某越野車前懸架采用麥弗遜式獨立懸架（左右懸架對稱），轉向系統采用循環球式轉向器，后懸架系統采用螺旋彈簧加雙向減振器，導向機構為縱擺臂加側向推力桿的結構形式乜。人一椅系統模型采用汽車平順性隨機輸入行駛實驗方法（）中規定的身高為士，體重為士的自然人。模型建立時人體和車身用彈簧和阻尼相連，座椅與車身用襯套相連，輪胎模型選基于改進遺傳算法的剛柔耦合非線性懸架汽車平順性優化用提供的輪胎模型，路面模型通過編制路面文件在中生成級路面。獲取整車特性參數，先后建立前懸架及轉向系統模型、橫向穩定桿模型

27、、后懸架模型、人一椅系統模型、輪胎和路面模型，加以整合得到多剛體整車模型如圖所示。圖多剛體整車模型依據阻尼減振器非線性經驗數據乜釘叫，建立模型如下：厶蛐醅，（）【厶越式中，缸三一三。前懸架減振器的特性曲線如圖所示，其中，圖為減振器的阻力一速度特性曲線，圖為減振器的阻力一位移特性曲線晦引。一，鄉鬈一二，÷圖減振器的阻力一速度特性弱（）圖減振器的阻力一位移特性懸架彈簧的非線性特性為：丘（）（）（）前懸架彈簧的彈性特性曲線如圖所示。，口圖前懸架彈簧的彈性特性曲線考慮懸架系統中的彈簧剛度和減振器阻尼的非線性因素，在多剛體整車模型中建立非線性彈簧和阻尼。車輛系統中包含大量的柔性體部件，車輛剛柔

28、耦合是車輛模型精細化的重要內容。本研究在和環境下，對橫向穩定桿、前懸架的下橫臂和后懸架的縱擺臂等桿狀部件進行模態分析，并通過模態綜合法把有限元模型嵌入到虛擬樣機模型中建立了基于柔性體的剛柔耦合模型。如圖所示。圖剛柔耦合的非線性懸架整車模型整車模型腳本仿真程序根據所建的虛擬樣機模型，對其在虛擬環境下進行平順性仿真分析，研究車輛參數對汽車平順性的影響，同時可以修改設計參數，仿真不同的設計方案，對需要優化設計的車輛參數進行多次修改，直至獲得車輛參數和平順性評價指標之間的關系曲線。一般地探討車輛參數對車輛性能影響地方法是通過手動設置設計參數值進行仿真，在后處理模塊中導出車輛參數與車輛性能關系曲線，重復

29、多次，得到多條參數值與車輛性能的關系曲線，再加以主觀比較得出車輛參數變化對車輛性能的影響大體趨勢，從而選取適當的設計參數值。鑒于上述方法需要反復多次、耗時、不精確等不科學性，本文在環境下編輯腳本仿真分析程序，對模型設計參數賦予某區間段多個數值并進行仿真分析輸出仿真結果，從而方便得出各車輛參數變化對車輛性能的影響范圍和趨勢，進而選定設計參數的取值范圍。基于改進遺傳算法的剛柔耦合非線性懸架汽車平順性優化創建測量函數基于上述剛柔耦合的非線性懸架整車模型和仿真分析程序，對行駛平順性的性能進行仿真計算。其中懸架特性參數直接影響振動的強弱，影響著車輛的行駛平順性，考查它們對車輛平順性的有效影響范圍，能為最

30、后對整車進行平順性優化提供有力依據。仿真計算時主要分析駕駛員垂向加速度以及懸架動行程和車輪動載荷的均方根值與懸架特征參數關系。下面先在整車模型中建立駕駛員垂向加速度以及懸架動行程和車輪動載荷的測量函數¨。建立測量函時，在菜單欄中，選擇，創建新的測量函數。在函數編輯器對話窗中的測量名稱（）欄輸入測量函數名稱，如測量駕駛員垂向加速度則輸入“，在一般屬性（）的單位（）欄中選擇測量單位，如測量垂向加速度則選擇“”，借助于函數編輯器提供的基本函數，編輯各測量函數表達式。據此依次創建駕駛員垂向加速度以及前后懸架動行程和前后車輪動載荷的五個測量函數，同時系統自動生成測量函數的測量曲線。定義輸出變量

31、創建各測量函數之后，把這些測量函數定義為輸出變量。在菜單欄中，選擇，建立新的。在后處理編輯器對話窗中的后處理名稱（）欄輸入后處理名稱，比如要考查各測量變量對修改減震器阻尼系數的響應就在輸入欄中輸入“”（），在標識碼（）中輸入“”，在“”、“”、“”、“，“”中依次編輯上述創建的測量函數名稱，如圖所示。按“，系統將在新建立的后處理中定義各輸出變量并自動保存至模型們。“嬲“目側”“蜊。一，：，唧朝奢耐鼬鄴腳啦，圖新建后處理編輯器碩士學位論文腳本仿真程序腳本仿真程序是在環境下編輯完成的。是是公司于年推出的一種科學計算軟件，的含義是矩陣實驗室（），其名字來自“”和“”兩個詞的前三個字母的組合。它是一種

32、以矩陣為基本編程單元的程序設計語言，具有強大的數值計算功能、圖形表達功能及可視化的仿真環境口引。同時，還具有很好的開放性，用戶可以根據自己的需求，利用提供的基本工具，靈活地編制和開發自己的程序，開創新的應用。的語言特點及其語言文件被稱為第四代計算機語言，語言之所以能顯示出旺盛的生命力迅速普及，是由于它利用其豐富的函數資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來，用更直觀的，符合人們思維習慣的代碼，代替了和語言的冗長代碼，給用戶帶來的是最直觀，最簡潔的程序開發環境。語言的主要有不同于其他語言的如下三個特點陽引。一是語言簡潔緊湊，使用方便靈活，庫函數極其豐富；二是運算符豐富；三是程序限制不嚴格，程序

33、設計自由度大，程序的移植性強。語言作為一種功能強大的、高級高效的編程工具軟件，使用和調試起來都比較容易。利用提供的豐富的數學函數，用戶可以迅速展開工作，編程驗證自己的設計和算法。文件是所特有的使用該語言編寫的磁盤文件，是由一系列的語句組成，既可以是一系列窗口命令語句，又可以是由各種控制語句和說明語句構成的函數文件。所有的文件都是以“”作為擴展名，形式有兩種：腳本文件和函數文件鰣。腳本文件類似于下的批處理文件，它由一系列的語句組成，可以通過文本編輯對其進行查看或修改。在的提示符下直接輸入腳本文件名，便可自動執行文件中的一系列命令，直到得出最終結果。文件可以通過文件編輯器建立完成，即通過命令窗口的

34、菜單下的命令建立。函數文件的功能是建立一個函數，且這個文件與的庫函數一樣使用。的函數是由語句引導的，其通用格式如下：，少，】（，）（）其中，礦為函數名，和，分別為輸入和輸出變量。它們可以是矩陣、字符串、標量、或數組。腳本仿真程序本文仿真分析程序處理對象是模型語言文件。接創建測量函數和基于改進遺傳算法的剛柔耦合非線性懸架汽車平順性優化后，需要導出該模型的模型語言文件。該腳本仿真分析程序由幾個子程序銜接而成，其中包括模型文件修改程序，腳本仿真控制文件，仿真結果處理程序。（）修改模型文件程序該程序的主要功能為對文件進行修改，該文件在環境下編輯的，其主要構成部分為打開模型的文件，生成新的文件，查找出原

35、文件中需要修改的部分，將需要修改的部分更換為指定的內容生成新的文件。（）腳本仿真控制文件腳本仿真控制文件以“為文件名后綴，文件中包含模型調用、仿真步長設置、輸出結果文件設置等命令。（）仿真結果處理程序仿真結束后，其仿真結果會由創建的導出到的指定的目錄下面，由該程序對后處理文件進行讀寫，主要讀出五個測量函數值、時間、步長等，然后將它們寫入到生成的文檔中。仿真分析程序具體流程為：在環境下以仿真分析作為主程序，設置車輛懸架參數的取值范圍，將仿真分析程序產生的個體（設計變量）通過修改模型程序寫入文件中，對模型中的懸架機構作相應修改，然后調用文件對該模型進行仿真計算，所需結果將保存在文件中，然后由后處理

36、程序讀取測量函數值，并計算各測量函數值的均方根值并予以保存。再由仿真分析程序對模型賦新的懸架參數重新計算，通過循環直至最后繪制出懸架參數和測量函數值之間的關系曲線。詳細過程如圖所示。圖腳本仿真流程圖碩士學位論文整車模型仿真分析整車模型仿真計算是在模塊下完成的，求解器采用多體系統動力學理論中的拉格朗日方程方法，建立系統動力學方程，對虛擬機械系統進行靜力學、運動學和動力學分析。下面對動力學仿真計算原理做簡要的分析。動力學仿真計算原理分析在中采用拉格朗乘子法和拉格朗日方程建立系統動力學方程，其一般形式為：（，名，）（，）一香（），）式中：一用戶定義的微分方程及系統動力學微分方程；一描述完整約束的代數

37、方程列陣；一描述非完整約束的方程列陣；一廣義坐標列陣；口，一廣義速度列陣；九一約束反力及作用力列陣進行運動學分析時研究零自由度系統位置、速度、加速度和約束反力，因此只需求解系統約束方程：（，（）用吉爾（）預估一校正算法可以有效地求解上式。根據當前時刻的系統狀態矢量值，用級數預估下一個時刻系統的狀態矢量值。鞏魯辦壺爭億，式中：時間步長州。這種預估算法得到的新時刻的系統狀態矢量值通常不準確，公式（）右邊項不等于零，可由吉爾階積分求解程序（或其它向后差分積分程序）來校正。，。口，。一，（）式中：，為的積分程序的系數值；州為（）在時的近似值將公式（）重寫得：。尋。一面一備州州。（）湛）將公式（）在川時

38、刻展開，得：（州，）（）任一時刻乙位置的確定，可由約束方程的牛頓一拉夫森（）迭代方法求得：基于改進遺傳算法的剛柔耦合非線性懸架汽車平順性優化剖艫饑）（）式中：，表示第次迭代；。時刻速度、加速度的確定，可由約束方程求一階、二階時間導數得到：罷一罷【百尸一百一）（考弘一窘喜喜篆象塒，丟（署弘若（等）訃，可由帶乘子拉格朗日方程得到：（考名一丟（考），（考，軟件進行動力學分析時，提供了兩類算法作為該軟件的求解器算法：（）提供（）積分求解程序，采用坐標分離算法，來求解獨立坐標的微分方程，這種方法適于模擬特征值經歷突變的系統或高頻系統。（）提供積分器、積分器和積分器三種功能強大的變階、變步長積分求解程序用

39、來求解稀疏耦合的非線性微分代數方程，這種方法適于模擬剛性系統（特征值變化范圍大的系統）。改變懸架彈簧度的線性系數定義前后懸架特征參數如表所示。表懸架特征參數定義表進行整車模型仿真分析時，設定車速，設定仿真步長為，每次只改變其中一個特征參數，其他參數值不變。觀察各響應的均方根值隨被選取的特征參數的變化特性。在修改程序中將前懸架彈簧剛度線性系數療從到依次賦值，運行腳本仿真分析程序，仿真得到各測量函數值也就是各響應的均方根值隨打變化的曲線如圖所示。碩士學位論文之蜊峻景亦卅前懸彈簧剛度線性系數圖車身垂向加速度隨前懸架剛度系數變化曲線陜制蹀啦圖懸架動撓度隨前懸架剛度系數變化曲線工稼赫蔣日辭圖輪胎動載荷隨前懸剛度系數變化曲線通過圖可以看出，當前懸架彈簧剛度線性系數療從到遞增、其他懸架特征參數不變