[发明专利]一种汽车乘员约束系统的多目标不确定性优化方法

说明书

本发明公开了一种汽车乘员约束系统的多目标不确定性优化方法，该方法通过椭球凸集模型来描述汽车乘员约束系统不确定性变量的相关性，并利用区间序关系和区间可能度将多目标不确定性优化问题转换为确定性优化问题；为了提升计算效率，将局部加密近似模型方法引入迭代求解过程，同时对近似模型进行多次重构来保证近似模型和计算结果的精度，并通过多目标不确定性优化方法求解满足汽车乘员约束系统防护性能的非支配解集，从而确保汽车乘员的安全性；本发明不但能有效提高汽车乘员约束系统的防护性能，而且可从本质上提高优化的计算效率和求解质量，在汽车安全领域具有广泛的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及车辆安全性领域，具体涉及一种汽车乘员约束系统的多目标不确定性优化方法。

背景技术

当汽车发生碰撞时，由安全带、安全座椅、安全气囊等装置组成的汽车乘员约束系统不但能对乘员所受到的冲击载荷进行有效缓冲，还能避免乘员与车身内饰发生二次碰撞，从而起到汽车乘员防护作用。研究表明，汽车乘员约束系统的防护性能将直接决定乘员的损伤程度及死亡率。所以，汽车乘员约束系统是汽车安全技术研究的重中之重。

针对汽车乘员约束系统的设计，现有的优化设计方法存在以下问题：

1.现有针对汽车乘员约束系统的优化方法，大部分是在系统参数模型处于确定性条件下展开研究的，但在实际的汽车碰撞过程中，由于路况条件、边界条件、初始条件存在误差或不确定性，如果仍把这些因素看作确定性因素来对待，则将导致系统响应与实际响应产生较大的偏差。而且，目前针对汽车乘员约束系统的不确定性优化方法，大部分是仅把不确定性设计变量用独立的区间变量来描述，但在实际的汽车乘员约束系统设计时，由于不确定性设计变量之间存在相关性，如果仍按照独立的区间变量来进行优化设计，将会造成保守设计。

2.现有针对汽车乘员约束系统的优化方法，大部分是将多个优化目标进行加权处理，从而转化为单目标优化问题，如公开号为CN103345554A的专利“一种汽车乘员约束系统的模糊可靠性评估方法”。然而，在汽车碰撞过程中的很多问题通常由相互冲突的多个目标组成，这些设计目标的改善可能相互抵触。因此，汽车乘员约束系统的单目标优化方法并不能完全满足设计的需要。

3.对于汽车乘员约束系统这类复杂的工程多目标优化问题而言，往往涉及非常耗时的数值分析模型。因此，为了克服优化效率低下的缺点，少部分现有技术使用了近似模型技术，如公开号为CN102945327A的专利“一种用于汽车正碰安全性的多目标可靠性优化技术”和公开号为CN102495923A的专利“一种汽车碰撞安全的混合可靠性评估方法”，但上述专利只是对近似模型进行了一次构建，而针对汽车乘员约束系统这类复杂的工程多目标优化问题而言，一次近似模型的建立是无法保证优化设计解的精度的。

综上所述，目前针对汽车乘员约束系统的多目标优化设计方法中，还未有既考虑了不确定性设计变量之间的相关性，又考虑了近似模型多次重构的专利。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提出一种汽车乘员约束系统的多目标不确定性优化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车乘员约束系统的多目标不确定性优化方法，包括如下步骤：

步骤1：对汽车乘员约束系统制造过程中的不确定性因素进行分析，利用椭球凸集模型对存在相关性的不确定性设计变量进行建模，然后选取确定性设计变量、约束函数和目标函数，建立汽车乘员约束系统的多目标不确定性优化问题，具体表达式为公式(1)：

s.t.g_k(X,U)≤b_k,k＝1,2,...,m