提高車輛換擋品質(zhì)的魯棒性優(yōu)化設(shè)計(jì)

在現(xiàn)有使用環(huán)境下對(duì)自動(dòng)變速器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，魯棒性設(shè)計(jì)被認(rèn)為是最重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一。在自動(dòng)變速器制造和工作不確定時(shí)，利用魯棒性優(yōu)化設(shè)計(jì)可保證車輛具有較高的換擋品質(zhì)和換擋可靠性?？紤]到自動(dòng)變速器制造和操作條件造成的不確定性，對(duì)自動(dòng)變速器自動(dòng)校準(zhǔn)設(shè)計(jì)了一種新的魯棒設(shè)計(jì)策略，保證車輛在不確定條件下的換擋品質(zhì)。

指出了摩擦離合器和液壓系統(tǒng)是影響車輛換擋品質(zhì)不確定因素的主要來源，其中主要包括溫度變化引起的摩擦因數(shù)、電磁閥特性和回位彈簧剛度的變化、磨損造成平均摩擦半徑的變化以及空氣的壓縮特性和污垢引起的油壓響應(yīng)延遲。對(duì)上述不確定因素統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，需要依靠大量的測(cè)量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，但為節(jié)約成本，依據(jù)有限的測(cè)量樣本和相關(guān)工程師的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)上述不確定因素進(jìn)行分析。根據(jù)分析結(jié)果，建立了摩擦離合器和液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，將運(yùn)動(dòng)性和舒適性作為評(píng)價(jià)換擋品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。換擋運(yùn)動(dòng)性使用換擋時(shí)間來表示，換擋舒適性使用加速度偏差的高階平均值表示，這兩個(gè)值越小說明換擋運(yùn)動(dòng)性和舒適性越高。給出了上述兩值的計(jì)算表達(dá)式和約束條件，因此，將魯棒性優(yōu)化設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)化為求最小值問題。同時(shí)，對(duì)上述兩值優(yōu)化屬于多目標(biāo)優(yōu)化問題。介紹了響應(yīng)面優(yōu)化方法，該方法常需要較多的測(cè)量樣本且耗時(shí)較長(zhǎng)，因而采用多目標(biāo)遺傳優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

利用Matlab/Simulink對(duì)換擋行為進(jìn)行模擬優(yōu)化，模擬過程共遺傳100代。模擬結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的魯棒性優(yōu)化策略的有效性，即使在各種不確定因素處于最壞情況下時(shí)，所設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略也能保證換擋品質(zhì)具有可接受值。

刊名：Optimization and

Engineering（英）刊期：2015年第10期

作者：Andreas Wurm et al編譯：王祥