響應(yīng)面法的數(shù)值方法研究及其在懸掛參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用.pdf

1、針對(duì)大系統(tǒng)工程問題的計(jì)算模型越發(fā)復(fù)雜的情況，是否存在一種新的高效可靠的方法滿足工程優(yōu)化計(jì)算的需要?針對(duì)隨機(jī)動(dòng)態(tài)物理過程，是否存在一種有效的尋優(yōu)方案?針對(duì)當(dāng)前車輛懸掛參數(shù)的選取采用先經(jīng)驗(yàn)后試用并調(diào)試的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，是否可以利用現(xiàn)代高科技理論建設(shè)高效可靠的優(yōu)化方法呢?本文所研究的響應(yīng)面法的數(shù)值分析方法提供了一條解決上述問題的新途徑，其基本思想是：在局部用低次多項(xiàng)式逼近復(fù)雜未知函數(shù)，用統(tǒng)計(jì)方法來檢驗(yàn)擬合的效果，當(dāng)擬合效果達(dá)到要求時(shí)，通過一次搜

2、索和二次優(yōu)化的方法尋求下一個(gè)優(yōu)化值點(diǎn)，從而得到全局范圍內(nèi)一個(gè)合理的優(yōu)化值點(diǎn)。 雖然前人對(duì)響應(yīng)面法進(jìn)行了研究，但并沒有給出具體的操作步驟和詳細(xì)算法；將響應(yīng)面法應(yīng)用于車輛動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域，用來優(yōu)化車輛懸掛參數(shù)是該方法應(yīng)用的一個(gè)新方向。本文在上面兩個(gè)領(lǐng)域開展了新的研究工作，研究的內(nèi)容主要包括：(1)給出一個(gè)利用響應(yīng)面法進(jìn)行隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真優(yōu)化的完全數(shù)值方案，并且對(duì)每一步的操作和實(shí)現(xiàn)作詳細(xì)地說明；(2)利用C++語言建立該方案相應(yīng)的優(yōu)化程序并

3、利用有理論解的數(shù)學(xué)函數(shù)檢驗(yàn)方案和程序的正確性；(3)通過建立車輛懸掛參數(shù)與垂向舒適性指標(biāo)之間的關(guān)系，利用響應(yīng)面法優(yōu)化懸掛參數(shù)，提高車輛垂向舒適性。對(duì)具有雙自由度的簡(jiǎn)化車輛模型在隨機(jī)不平順激勵(lì)下的參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行分析，進(jìn)而研究四軸客車垂向振動(dòng)模型的懸掛參數(shù)優(yōu)化問題。 通過對(duì)以上問題的研究，得到以下主要結(jié)論：(1)本文給出的響應(yīng)面法的完全數(shù)值方案是正確的，并且在計(jì)算機(jī)上是可以實(shí)現(xiàn)的；(2)響應(yīng)面法應(yīng)用到車輛懸掛參數(shù)的優(yōu)化中，不僅是可行的

4、，而且在大大提高計(jì)算速度的前提下可以得到滿意的優(yōu)化結(jié)果，同時(shí)這也是響應(yīng)面法應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)創(chuàng)新。 在研究響應(yīng)面法的過程中，本文主要取得了以下成果：(1)給出了一個(gè)正確可行的響應(yīng)面法的完全優(yōu)化方案并在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了程序；(2)針對(duì)擬合二次多項(xiàng)式的穩(wěn)定點(diǎn)不在擬合區(qū)域內(nèi)或穩(wěn)定點(diǎn)是鞍點(diǎn)或極大值點(diǎn)這種情況，沒有局限于前人的分析，而是提出了一個(gè)算法用來尋找在擬合區(qū)域內(nèi)一個(gè)能夠得到優(yōu)化的方向；(3)將響應(yīng)面法的優(yōu)化方案應(yīng)用到車輛動(dòng)力學(xué)中，用于優(yōu)