基于遗传算法的汽车动力传动系参数多目标优化

论文摘要

随着国民经济的增长和交通运输业的快速发展,能源矛盾日益突出。因此,降低汽车的燃油消耗,提高汽车的运输生产率是目前汽车工业需要解决的重要课题之一。汽车的传动系统对整车的动力性和燃油经济性有很大的影响,故传动系参数的确定成为整车设计中一个重要的组成部分。本论文主要将计算机仿真技术和多目标优化理论应用到汽车动力传动系统参数优化设计中来,以实现汽车发动机与传动系的最佳匹配,达到充分发挥汽车整车性能的目的。本文首先拟合了发动机数学模型,建立整车动力性和燃油经济性仿真数学模型。动力性仿真模型包括最高车速、爬坡性能以及加速性能的仿真计算；燃油经济性仿真模型包括等速燃油经济性计算和多工况燃油经济性计算。在此基础之上,基于多目标优化设计的.理论,以变速器各档传动比和主减速比为设计变量,以原地起步连续换档加速时间和混合百公里燃油消耗量作为衡量汽车动力性和燃油经济的两个目标函数,以汽车的动力性要求和变速器的设计要求为约束条件建立了汽车动力传动系多目标优化数学模型。并引入了世界上先进的带精英策略的非支配遗传算法NSGA-Ⅱ作为优化算法对动力传动系统参数进行优化设计。最后以某微型车为计算实例,对其动力性和燃油经济性各项性能指标进行了模拟计算,计算结果与该车的道路试验结果基本吻合,说明本文建立的仿真模型具有较高精度。并用NSGA-Ⅱ算法对该车传动系参数进行了优化,得到了一系列均匀分布的全局最优解,文中选取其中一个最优解,对比优化前后整车性能,优化结果令人满意,从而验证了本文所提出的多目标优化方法是一种实用而有效的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究的意义
• 1.2 国内外研究概况及相关趋势
• 1.3 本论文的主要工作
• 第2章 汽车动力性和燃油经济性仿真计算
• 2.1 发动机数学模型的建立
• 2.2 汽车动力性燃油济性评价指标
• 2.3 汽车行驶方程式数学模型
• 2.4 汽车动力性模拟计算
• 2.5 汽车燃油经济性模拟计算
• 2.6 本章小结
• 第3章 汽车传动系参数多目标优化数学模型
• 3.1 多目标优化的基本概念
• 3.2 汽车传动系参数多目标优化模型的描述
• 3.3 优化数学模型的建立
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于遗传算法的多目标寻优策略
• 4.1 多目标优化问题的研究方法和研究现状
• 4.2 遗传算法
• 4.3 带精英策略的非支配排序遗传算法
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于多目标的传动系参数优化实例
• 5.1 发动机性能拟合
• 5.2 汽车动力性仿真
• 5.3 汽车燃油经济性仿真
• 5.4 传动系参数优化设计
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文