[发明专利]基于田口实验的汽车平顺性优化分析方法

说明书

本发明公开了一种基于田口实验的汽车平顺性优化分析方法，包括以下步骤：S1、基于田口方法实验，确定需要进行优化的影响汽车平顺性的可控因子和噪声因子；S2、根据可控因子和噪声因子的个数和其水平数生成组合正交表的表头；S3、在Matlab/Simulink中对各可控因子与噪声因子的组合依次进行仿真实验，算出座椅垂向加速度均方根值；S4、对步骤S3中所得数据进行统计学分析与计算，得到信噪比的方差分析表，并计算出各可控因子对汽车平顺性及其稳健性的贡献率；可将仿真分析与田口方法相结合，分析各可控设计变量与随机干扰因素对平顺性的影响，并可优选出最佳参数组合，提高正常平顺性及其稳定性。

技术领域

本发明涉及汽车测试技术领域，特别涉及一种基于田口实验的汽车平顺性优化分析方法。

背景技术

汽车的平顺性主要是保证汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限之内。悬架是影响汽车平顺性的主要因素，众多专家学者从事悬架系统的研究、优化与控制工作，使汽车平顺性得到不断地提高。对于悬架的优化，现有技术中主要存在这么几种方式，一种是考虑了簧上质量变化、执行机构等延迟等因素，设计了一个可靠的模糊H_∞控制器，并采用四分之一车辆悬架模型验证了设计方法的有效性；另一种是应用改进的多目标遗传算法优化了某种油气悬架的参数；再一种是结合蒙特卡罗方法和6σ稳健性优化技术，对悬架参数进行多目标稳健性优化，改善了设计变量在最优解附近波动而引起平顺性变差的状况。但是，这些优化都将路面、载荷和车速等因素视为不变的，没有考虑随机干扰因素对汽车平顺性的影响，因而不能保证汽车平顺性在复杂工况下的稳健性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于田口实验的汽车平顺性优化分析方法，可综合考虑悬架参数、座椅参数等可控设计变量和路面、载荷、车速等随机干扰因素等汽车平顺性的影响，将仿真分析与田口方法相结合，分析各可控设计变量与随机干扰因素对平顺性的影响，并可优选出最佳参数组合，提高正常平顺性及其稳定性。

本发明的基于田口实验的汽车平顺性优化分析方法，包括以下步骤：

S1、基于田口方法实验，确定需要进行优化的影响汽车平顺性的可控因子(即可控设计变量)和噪声因子(即随机干扰因素)，其中，可控因子包括前后悬架的刚度、阻尼和驾驶员座椅的刚度、阻尼，噪声因子包括路面等级、载荷和车速，同时确定每个可控因子和噪声因子的水平数；

S2、根据可控因子的个数和其水平数生成田口正交表作为内表；

根据噪声因子的个数和其水平数生成田口正交表为外表；

由内、外表的设计得到各可控因子与噪声因子的组合正交表的表头；

S3、在Matlab/Simulink中对各可控因子与噪声因子的组合依次进行仿真实验，得到座椅垂向振动加速度图，并算出座椅垂向加速度均方根值，并计算各可控因子组合下的响应均值和信噪比；

S4、对步骤S3中所得数据进行统计学分析与计算，得到信噪比的方差分析表，并计算出各可控因子对汽车平顺性及其稳健性的贡献率。

进一步，步骤S1中，每个可控因子的水平数为五，并以第三个水平数代表车型初始设计参数值，其余水平对应的值分别为初始值的倍数；

步骤S2中，选取L₂₅(5⁶)正交表为内表。

进一步，步骤S1中，每个噪声因子的水平数为三；步骤S2中，选取L₉(3³)正交表为外表。

进一步，步骤S1中还有步骤S0，进行整车平顺性模型及仿真实验，以确定车型是否需要平顺性优化。

进一步，步骤S0，具体为：