机械振动交互式遗传算法粗糙集汽车行驶平顺性论文

第一篇：机械振动交互式遗传算法粗糙集汽车行驶平顺性论文

基于隐式性能指标的机械振动优化设计

【摘要】近些年,优化算法已经成为研究与应用领域一种非常重要的工具,利用遗传算法的优化原理,普通遗传算法在解决机械振动优化设计方面的问题具有很大的优势。遗传算法已经广泛的应用于机械振动优化设计中,虽然解决了一部分机械设计中遇到的问题,但是这种算法往往只能解决性能指标用显示函数表达的优化问题。而在实际的工程中,很多系统优化问题的性能指标并不能用显示的函数表达出来,这方面属于隐式性能指标的优化问题,采用传统的遗传算法不能解决此类问题。本文主要提出了一种交互式遗传算法优化算法,通过用户给出适应度值参与进化过程,突破传统遗传算法的主要缺陷来优化解决机械振动方面的实际问题,这种优化方法能启发式的搜索到全局最优解的较小区域,而且不会陷入局部最优解,解决了部分隐式性能指标下的机械振动优化问题。对于交互式遗传算法人的疲劳问题,本文采用粗糙集理论的分类约简功能解决,从而解决了隐式性能指标下的机械振动优化设计。本文根据交互式遗传算法,开发了一套机械振动优化设计测试系统。该系统是在Visual C++ 6.0的环境下利用MFC开发工具完成的。程序采用文档/视图结构,将后台的数据管理和前台的用户交互分离开来,极大的方便...更多还原

【Abstract】 In recent years, optimization has become an important tool for research and application.Experts have given in detail about the principle of genetic algorithm optimization and the general application of genetic algorithms applied to optimal design of the advantages of mechanical vibrations.Some articles have been using genetic algorithm to solve the plight of mechanical vibration, but traditional genetic algorithm can only solve the system optimization problem with a clear(explicit)expression....更多还原

【关键词】 机械振动； 交互式遗传算法； 粗糙集； 汽车行驶平顺性；

【Key words】 Mechanical vibration； interactive genetic algorithm； rough set； vehicle ride comfort； 摘要 4-5 Abstract 5-6 第1章 绪论 10-15

1.1 课题来源和研究意义 10-11

1.2 国内外研究现状 11-12

1.3 论文的创新点及主要研究内容 12-13

1.4 论文的内容组织形式 13-15

第2章 隐式性能指标机械振动优化方法 15-24

2.1 交互式遗传算法的概念 15-18

2.1.1 交互式遗传算法与传统遗传算法的区别 15-17

2.1.2 交互式遗传算法的特点 17-18

2.2 交互式遗传算法的核心问题 18-20

2.2.1 个体适应值估计 19

2.2.2 加速进化收敛 19-20

2.3 交互式遗传算法的环境 20-22

2.3.1 交互式遗传算法的环境 20-21

2.3.2 交互式遗传算法环境的波动性和不一致性 21-22

2.4 开发工具及环境 22-23

2.5 本章小结 23-24

第3章 属性相对约简启发式遗传算法 24-32

3.1 基于遗传算法的粗糙集知识抽取方法 24-26

3.2 粗糙集最小属性集选择 26-27

3.3 属性集选择的贪心算法 27

3.4 基于交互式遗传算法的属性相对约简 27-31

3.5 本章小结 31-32

第4章 基于隐式性能指标的机械振动优化设计实例 32-43

4.1 汽车行驶平顺性的主要指标 32-39

4.1.1平顺性评价指标 33-36

4.1.2 1/3 倍频带分别评价法 36-38

4.1.3 总加权值评价法 38-39

4.2 汽车行驶平顺性的辅助评价指标 39

4.3 汽车振动模型 39-42

4.3.1 系统的力学和数学模型 39-40

4.3.2 系统的频率响应特性 40-41

4.3.3 系统的振动响应量的幅频特性 41

4.3.4 系统响应量的功率谱密度 41-42

4.4 基于交互式遗传算法的汽车平顺性的优化 42

4.4.1 设计变量的确定 42

4.4.2 目标函数的建立 42

4.5 本章小结 42-43

第5章 交互式遗传算法软件开发与功能实现 43-62

5.1 MFC 开来发工具概述 43-44

5.2 MFC 文档/视图结构分析 44-46

5.3 软件实现的总体流程 46-48

5.4 算法程序的设计与实现 48-59

5.4.1 根据实际问题进行编码 49-50

5.4.2 设定遗传操作的各参数 50-51

5.4.3 产生初始种群 51-52

5.4.4 遗传操作程序设计 52-55

5.4.5 人机交互操作程序 55-56

5.4.6 进化终止条件判断程序 56

5.4.7 世代进化过程的实现 56-57

5.4.8 在窗口中输出每一代的结果 57-59

5.5 交互式遗传算法的优化结果 59-61

5.6 本章小结 61-62 第6章 全文总结与展望 62-64

6.1 总结 62-63

6.2 展望 63-64 参考文献

第二篇：何谓汽车的行驶平顺性汽车行驶平顺性的评价指标是什么简述ISO

《汽车理论》习题集

第六章

121．何谓汽车的行驶平顺性？汽车行驶平顺性的评价指标是什么？简述ISO-2631《人承受全身振动的评价指南》标准的有关内容？其评价方法又是什么？ 122．何谓路面不平度的功率谱和路面对汽车输入谱（即激励谱）。123．何谓悬架的弹性特性？它对汽车的行驶平顺性有何影响？ 124．“疲劳-功效降低极限”振动加速度允许值的大小与哪些因素有关？

125．空间频率谱密度与时间频率谱密度的换算关系式如何？请用图说明其关系。126．什么是频率加权函数、加权均方根值、总加权振级？ 127．试述汽车单自由度和二自由度振动模型的特点。128．已知悬架固有频率，如何确定求悬架弹簧刚度和静挠度？ 129．悬架弹簧较软有何好处？会带来什么问题？ 130．画出汽车平顺性试验的仪器框图。131．如何选择汽车悬架的固有频率和阻尼比？

132．测得汽车坐椅的加权均方根值为某值（例如0.7，1.2m/s2等等），该位置舒适度如何？ 133．设通过座椅支承面传至人体垂直加速度的谱密度为一白噪声，Ga(f)=0.1m2·s-3。求在0.5~80Hz频率范围内加权加速度均方根值aw和加权振级Law。

134．设车速u=20m/s，路面不平度系数Gq（n0）=2.56×10-8m3，参考空间频率n0=0.1m-1。画出路面垂直位移、速度和加速度

Gq(f)、Gq(f)、Gq(f)的谱图。画图时要求用双对数坐标，选好坐标刻度值，并注明单位。

135．设车身－车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f0=2Hz。它行驶在波长λ=5m的水泥接缝路面上，求引起车身部分共振时的车速ua(km/h)。该汽车车轮部分的固有频率ft=10Hz，在沙石路面上常用车速为30km/h。问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载荷所形成的搓板路的波长λ＝？

136．设前、后车轮两个输入的双轴汽车模型行驶在随机输入的路面上，其质量分配系数

ε=1，前、后车身局部系统的固有频率均为f0=2Hz，轴距L＝2.5m。问引起车身俯仰角共振时的车速ua=?相应随机路面输入的λ=？

137．某汽车在常用工况下要求“疲劳-功效降低极限”时间TFD=4h，问相应垂直方向总加权加速度均方根值

pw和总加权振级

Lpw为多大？

22G(f)0.1(ms)/Hz。求中心频率138．设传至人体加速度的谱密度为一白噪声，P在1～80Hz范围共10个1/3倍频带每个频带的加速度均方根值分量均方根值分量以及加权加速度均方根值分量中的最大值根值

pi

和加权加速度

(pi)max和总加权加速度均方p，分别求出相应的TFD和TCD值以及两个平顺性评价指标的比值。p/(pi)max139．画出汽车双质量系统振动模型简图，并说明相对阻尼系数（阻尼比）ζ、车身固有频率f、质量比μ、悬架与轮胎的刚度比γ的改变对汽车行驶平顺性的影响如何？

第三篇：汽车模型论文：虚拟激励法下汽车行驶平顺性振动仿真分析

汽车模型论文：虚拟激励法下汽车行驶平顺性振动仿真分析

【中文摘要】随着社会经济发展,汽车已经成为人们日常生活中重要的交通工具之一而行驶平顺性是汽车一个很重要指标,对汽车的动力性,操纵稳定性、制动性以及燃油经济性等均有影响。为提高汽车行驶平顺性,平顺性振动仿真分析以其具有的优势已成为目前一个重要研究课题。本文主要工作是基于虚拟激励法理论对1/

4、1/2及整车模型进行行驶平顺性振动仿真分析；对四种实测道路路面高程数据进行处理,并进行了道路谱分析。论文首先介绍了汽车行驶平顺性振动仿真研究意义、国内外相关研究的主要内容以及虚拟激励法在汽车行驶平顺性振动仿真研究中的应用意义；接着介绍了虚拟激励法的基本原理与特点,由虚拟激励法构造了与1/4/车辆模型、1/2车辆模型以及整车模型相对应的虚拟路面激励；分别给出了三种车辆模型的力学模型、数学模型以及模型主要具体参数；运用虚拟激励法对三种汽车模型进行了振动仿真,由得到的振动响应量的功率谱密度曲线,分析了其行驶平顺性。考虑到汽车模型振动响应量计算公式中有汽车行驶速度、路面不平度等级两参量,为分析汽车行驶速度、路面等级对振动响应量的影响,假定其中一个参量固定不变,通过改变另外一个参量值,对1/2车辆模型进行仿真,然后由仿真...【英文摘要】With the development of the social and economic, the vehicles have been one of the important means of transportation in modern time.The ride comfort is a very

important indicator of the vehicles, and it can influence the performance of the vehicle’s power, handling stability,braking and fuel economy.In order to improve the vehicle’ s ride comfort, the ride comfort simulation with its advantages has become an important research topic.The ride comfort simulation and analysis of 1/4 vehicle model,1/2 veh...【关键词】汽车模型 行驶平顺性 振动 虚拟激励法 功率谱密度 【英文关键词】Vehicle model Ride comfort Vibration Pseudo Excitation Method PSD 【目录】虚拟激励法下汽车行驶平顺性振动仿真分析4-6Abstract6-7

10-11

第1章 绪论10-19

摘要1.1 汽车行驶平顺性研究意义究意义1111-1717-18

1.2 汽车行驶平顺性振动仿真研1.3 汽车行驶平顺性振动仿真研究内容1.4 基于虚拟激励法的汽车行驶平顺性振动仿真意义1.5 研究内容与主要工作

18-1919-27

第2章 虚拟激2.1 虚拟激励法励法基本原理与虚拟路面激励的构造平稳激励基本原理20-21

19-22

2.1.1平稳单点虚拟激励法

21-22

2.2 虚拟路2.1.2平稳多点虚拟激励法面激励的构造22-262326-27模型27-29

2.2.1 单点虚拟路面激励

2.3 本章小结

3.1 1/4汽车3.3 整车模型2.2.2 多点虚拟路面激励23-26第3章 汽车振动仿真模型

27-34

3.2 1/2汽车模型29-31

31-333.4 本章小结33-34第4章 汽车振动仿真响应量计算分析34-47量功率谱密度34-37应量功率谱密度37-42应量功率谱密度42-46

4.1 1/4汽车模型系统频率响应与振动响应4.2 1/2汽车模型系统频率响应与振动响4.3 整车模型系统频率响应与振动响4.4 本章小结46-47

第5章 非平稳随机振动激励下汽车振动仿真47-53动系统瞬态空间域频响函数47-49的功率谱密度函数结52-53不平度53-54

5.1 车辆非平稳振

5.2 空间域下振动响应量

5.4 本章小6.1 路面6.3 路面

5.3 仿真结果49-52第6章 路面不平度数据处理53-69

6.2 路谱采集设备简介54-55

6.3.1 路面高程数据预处理高程数据处理55-6256-606.3.2 路面高程数据平稳性检验60-62

6.4.1 路面高程数据幅值分析

6.4 路面高程数据分析62-6862-636.4.2 路面高程数据功率谱密度分析63-68

第7章 总结与展望69-717.2 展望70-7175-76

参考文献

6.5 本章小结68-69容与总结69-7071-7576 致谢

7.1 研究内

附录:攻读硕士学位期间发表的论文

第四篇：基于虚拟样机的空气弹簧悬架轿车行驶平顺性研究论文

空气弹簧悬架系统是一种采用空气弹簧代替螺旋弹簧的变刚度悬架系统。空气弹簧的基本刚度特性呈现为中间段较低，两端随着行程的增大而逐渐增加的特点。早期空气弹簧主要应用于载重汽车和客车上，20 世纪以来，随着人们对汽车行驶性能要求的提高，轿车也开始逐渐应用空气悬架系统，以改善汽车的乘坐舒适性。

本文首先结合台架试验得到的空气弹簧刚度特性曲线，在多体动力学软件 ADAMS/Car 中建立空 气 弹 簧 悬 架 整 车 动 力 学 模 型。然 后 在ADAMS/Car Ride 中搭建汽车行驶平顺性仿真实验台，并进行随机路面下平顺性仿真试验。最后根据ISO2631平顺性评价方法，对空气弹簧悬架系统轿车座椅各轴向响应进行时域和频域分析，并与相同激励下的旋弹簧悬架汽车响应量进行对比，验证

空气弹簧对汽车平顺性的提高。整车动力学仿真模型的建立

1.1 空气弹簧悬架子系统建立

空气弹簧的主体是橡胶气囊，还包括底座、上盖板等部件。空气弹簧的基本刚度特性可以根据需要设计成理想的反“s”形式。在正常行车挠度范围内空气弹簧刚度特性接近于线性，当空气弹簧变形量超过正常行车挠度范围时，空气弹簧表现出非线性。

1.2 其他子系统建立

在 ADAMS/Car Template 模块中，建立配有通讯器的转向系统、车身、轮胎、发动机及人-座椅模型，其中人-座椅模型由刚性球，弹性元件及阻尼元件组成。

1.3 整车动力学仿真模型的搭建

在 ADAMS/Car Standard 界面中，将各个文件的子系统与 ADAMS/Car Ride平顺性实验台_ARIDE_FOUR_POST_TESTRIG 结合，建立空气弹簧悬架整车动力学仿真模型，如图 5 所示。另外，为了将空气弹簧悬架汽车与螺旋弹簧悬架汽车平顺性进行对比分析，采用相同的建模方法搭建螺旋弹簧悬架整车动力学仿真模型。汽车平顺性评价方法

由于人体对不同振动频率、不同输入点以及不同轴向振动的敏感程度不同，因此在对汽车行驶平顺性进行评价时要充分考虑这些因素的影响。根据ISO2631-1:1997(E)标准规定，汽车平顺性的基本评价方法是采用加权加速度均方根值来评价振动对人体舒适和健康的影响，其频率加权函数为。平顺性仿真分析

3.1 随机路面的建立

ADAMS/Car 中提供了基于 Sayers 数字模型的随机路面生成器，利用该随机路面生成器创建 B 级随机不平路面参数文件，空间功率谱密度取 0.1，速度功率谱密度取 12，路面长度取 1 000 m，得到左右车轮路面轮廓曲线。

3.2 模型仿真与分析

根据 GB/T4970-1996 汽车平顺性试验方法，调整整车动力学模型质量、转动惯量与质心位置，分别对车辆空载和满载时，B 级随机路面上以 50km/h速度直线行驶下的汽车行驶平顺性进行模型仿真，得到座椅 X、Y、Z 三个方向的加速度响应时域和频域曲线，如图 8~19。其中模型 A 表示螺旋弹簧悬架整车动力学模型，模型 B 表示空气弹簧悬架整车动力学模型。结 论

依据动态弯曲疲劳试验的国家标准，通过 NXNASTRAN 软件模拟了轮毂旋转过程中的应力变化情况，直观的找出了旋转过程中轮毂受到应力最大的位置，并以此位置轮毂受到的载荷和约束为基础进行疲劳分析，发现轮毂的最低寿命为 5×105次，轮辐辐板拐角处最容易发生疲劳破坏，所得数据为轮毂结构的改进和优化提供了依据。

第五篇：轨道平顺性论文：高速铁路轨道平顺性测量相关技术问题的研究

轨道平顺性论文：高速铁路轨道平顺性测量相关技术问题的研究

【中文摘要】目前,中国已投入运营的高速铁路里程已达到7000多公里,同时还有1万余公里高速铁路(时速250公里以上)在建。高速铁路行车速度快,要求轨道的平顺性好。为了确保轨道的平顺性满足高速行车的要求,目前的通用方法是在精测网的控制下,通过轨检小车实测轨道平顺性的各项参数,并与设计参数进行比较,再通过轨道精调使轨道的平顺性各项参数满足设计要求。衡量轨道平顺性的参数有哪些,以及如何测量与计算,是轨检小车设计与制造的关键技术。因此,本文针对轨道平顺性测量的相关技术进行研究,具有现实的意义。本文首先研究传统轨道平顺性各项参数的测量原理与计算方法,接着详细研讨现代轨道平顺性各项参数的测量方法和计算模型,主要包括德国和中国对轨向及高低这两个重要参数的评价标准和计算方法。最后根据所推导的数学模型和计算方法计算了一段轨道实测数据,并与某轨检小车的计算结果进行比对,以验证所推导数学模型和计算方法的正确性和可行性。本文的主要学术贡献在于以下两点：1)介绍了如何通过CPⅢ控制网下的实测坐标关联轨道的设计里程及其设计参数,以及如何根据轨道的实测坐标计算轨道中心线的坐标；2)通过比较德国和中国轨向和高低的计算方法与结果,认为两种方法具有各自的优势,可以互补,为了充分真实地反映轨道的轨向和高低,轨检时应该使用两种方法进行评价与分析。

【英文摘要】At present, China having been put into operation high-speed railway mileage has reached more than 7000km, as well as ten thousand kilometers of high-speed railway(250km per hour or more)under construction.High-speed railway traffic speed, requiring Track Regularity better.In order to ensure that the ride track meet the demands of high speed traffic, currently is the general way in precision measuring network control, by track inspection car track ride the parameters measured, and compare to design parameters and fine tuning makes the track by track by ride the parameters meet the design requirements.Measuring rail ride what are parameters? How these parameters and the definition of measurement and calculation? Is key to design and manufacture of rail detecting car technology, therefore this article related to rail ride comfort measurement technique to study with real-world significance.This first study on the traditional track measuring principle and calculation method of ride comfort parameters, Went on to discuss in detail modern rail ride comfort measurement method of ride comfort and track various parameters of the calculation model, Rail that is involved in important parameters both high and low orbit and to ride Germany’s standard and calculation methods and

standards in China and its calculation method, The last calculated based on the mathematical model and calculation method for the derivation of the parameters of the section of track test track ride, And than on the results of a calculation of track inspection car, to verify the correctness and the feasibility of the mathematical model and calculation method of derivation.Main scholarly contribution is this article the following two points:1)Describes how to CPIII measured under control network coordinates associated with mileage of track design and its design parameters, and how the track measured coordinates calculation of coordinates of the track centre line;2)By comparing Germany and alignment and high and low calculation method and results in China, the two methods have their own advantages, can complement one another, in order to fully truly reflect the track alignment and high and low, track inspection should be used for evaluation and analysis of two methods.【关键词】轨道平顺性 轨检小车 高速铁路 精度

【英文关键词】Track Regularity Railway Inspection Instruments High-speed railway Accuracy 【目录】高速铁路轨道平顺性测量相关技术问题的研究6-7Abstract7

第1章 绪论10-16

摘要

1.1 引言

101.2 轨道平顺性测量发展概况10-111.3 无砟轨道平顺性测量现状11-1313-14

1.4 轨道控制网(CPⅢ网)简介

第2章 2.1 1.5 本文的主要研究内容及意义14-16

16-26轨道平顺性各项参数的定义及其传统的测量方法轨距16-1718-20程22

2.2 水平/超高17-182.4 高低20-21

2.3 正矢/轨向

2.6 里

2.5 扭曲21-22

222.7 线路中线的三维坐标

22-26

2.8 轨检车测量轨道的各项平顺性参数第3章 轨检小车测量轨道平顺性3.1 轨检小车的工作流程参数的原理研究26-432626-433.2 轨检小车检测轨道平顺性各项参数的原理3.2.1 轨距的检测原理26-27

3.2.2 水平/超高的检测原理27-2929-32

3.2.3 轨向的中波和长波不平顺检测原理

3.2.5 扭曲的检

3.2.7 线3.2.4 高低的检测原理32-33测原理33-363.2.6 线路里程的测量原理36路中线点三维坐标测量原理36-43平顺性各项参数的相关数据计算及分析点坐标计算与分析44-46

43-44

第4章 轨检小车测量轨道43-54

4.1 线路中线

4.2 轨距和轨距变化率计算与分析

46-47

4.4 轨向德国4.5 高低

4.6 4.3 水平/超高计算与分析检测方法的计算及其与中国检测方法的比较47-50德国检测方法的计算及其与中国检测方法的比较扭曲计算与分析52-5455-56

结论与展望

54-55

50-52

致谢参考文献56-60攻读硕士学位期间发表的论文

60-61附表一 线路中线坐标对比情况表61-64附表二

水平/超高比较表64-67附表三 本文计算模型计算的轨向和

附表四 轨附表五 本SGJ-T-CEC-I型轨检小车计算的轨向结果表67-71向德国检测方法和中国检测方法计算结果表71-84文计算模型计算的高低和SGJ-T-CEC-I型轨检小车计算的高低结果表84-88表88-96附表六 高低德国检测方法和中国检测方法计算结果附表七 扭曲比较表96-98