響應面法的數值方法研究及其在懸掛參數優(yōu)化中的應用.pdf

1、針對大系統(tǒng)工程問題的計算模型越發(fā)復雜的情況，是否存在一種新的高效可靠的方法滿足工程優(yōu)化計算的需要?針對隨機動態(tài)物理過程，是否存在一種有效的尋優(yōu)方案?針對當前車輛懸掛參數的選取采用先經驗后試用并調試的傳統(tǒng)設計方法，是否可以利用現代高科技理論建設高效可靠的優(yōu)化方法呢?本文所研究的響應面法的數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：在局部用低次多項式逼近復雜未知函數，用統(tǒng)計方法來檢驗擬合的效果，當擬合效果達到要求時，通過一次搜

2、索和二次優(yōu)化的方法尋求下一個優(yōu)化值點，從而得到全局范圍內一個合理的優(yōu)化值點。 雖然前人對響應面法進行了研究，但并沒有給出具體的操作步驟和詳細算法；將響應面法應用于車輛動力學領域，用來優(yōu)化車輛懸掛參數是該方法應用的一個新方向。本文在上面兩個領域開展了新的研究工作，研究的內容主要包括：(1)給出一個利用響應面法進行隨機動態(tài)系統(tǒng)仿真優(yōu)化的完全數值方案，并且對每一步的操作和實現作詳細地說明；(2)利用C++語言建立該方案相應的優(yōu)化程序并

3、利用有理論解的數學函數檢驗方案和程序的正確性；(3)通過建立車輛懸掛參數與垂向舒適性指標之間的關系，利用響應面法優(yōu)化懸掛參數，提高車輛垂向舒適性。對具有雙自由度的簡化車輛模型在隨機不平順激勵下的參數優(yōu)化進行分析，進而研究四軸客車垂向振動模型的懸掛參數優(yōu)化問題。 通過對以上問題的研究，得到以下主要結論：(1)本文給出的響應面法的完全數值方案是正確的，并且在計算機上是可以實現的；(2)響應面法應用到車輛懸掛參數的優(yōu)化中，不僅是可行的

4、，而且在大大提高計算速度的前提下可以得到滿意的優(yōu)化結果，同時這也是響應面法應用領域的一個創(chuàng)新。 在研究響應面法的過程中，本文主要取得了以下成果：(1)給出了一個正確可行的響應面法的完全優(yōu)化方案并在計算機上實現了程序；(2)針對擬合二次多項式的穩(wěn)定點不在擬合區(qū)域內或穩(wěn)定點是鞍點或極大值點這種情況，沒有局限于前人的分析，而是提出了一個算法用來尋找在擬合區(qū)域內一個能夠得到優(yōu)化的方向；(3)將響應面法的優(yōu)化方案應用到車輛動力學中，用于優(yōu)