一种车辆悬架系统性能分解方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于车辆悬架技术领域，具体涉及一种集成车辆的主客观评价的车辆悬架 性能分解方法。
【背景技术】
[0002] 客观评价、主观评价和CAE分析是车辆开发过程三要素，客观提出明确的量化指 标，作为CAE仿真及优化的依据；CAE通过结构优化及性能仿真缩短了开发流程，主观评价 代表用户对车辆性能主观感受和描述。三者之间相互依赖，在实际的车辆开发过程中如何 协调好三者之间的关系，决定了产品开发的成败。但是，主观评价的离散性较大，需要专业 的整车性能评价师，不易量化，与客观评价之间的关联性较弱。
[0003] 现有设计方法中，在概念设计和前期开发阶段，主观评价并不能与CAE和客观评 价有效地有机结合，不便于指导车辆的概念设计和性能分解。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是利用数据挖掘方法实现车辆主观评价的量化，集成主客观评价并 利用主成分分析重构客观评价指标，参数化悬架特性并建立悬架性能分解和优化方法及流 程。
[0005] 本发明为解决上述技术问题，通过以下技术方案实现：
[0006] 一种车辆悬架系统性能分解方法，包括整车主观性能量化1、整车客观指标重构2 以及悬架特性分解及优化3,所述的整车主观性能量化1用数学模型描述和量化整车性能 评价师的主观评价结果；根据车辆性能的主观评价对客观评价指标形成的特征空间进行分 类；
[0007] 所述的整车客观指标重构2根据实车试验数据建立车辆的动力学模型并进行仿 真计算，利用主成分分析方法提取新的客观评价指标来判断悬架特性是否满足整车要求， 对客观评价指标重新提取以构建客观指标函数值，通过权值大小提取或重构指标；
[0008] 所述的悬架特性分解及优化3通过优化方法确定需要的悬架特性，搭建优化平 台：包括悬架特性预处理模块、面向特性的车辆动力学仿真模块、整车性能评价模块；其 中，整车性能评价模块评价车辆性能，并且控制是否触发悬架特性预处理模块；悬架特性预 处理模块对悬架性能优化的设计变量、约束条件及优化算法进行选择；然后调用面向特性 的车辆动力学仿真模块，并给整车性能评价模块输入数据。
[0009] 所述的整车主观性能量化1具体分为以下四步：
[0010] 第一步：根据对标车的主客观试验得到客观数据和主观打分；
[0011] 第二步：对客观数据进行归一化处理，以克服客观试验数据量纲和数值尺度变化 的影响，一种常见的归一化方法为：将所有的客观指标化归至[-1，1]:
【主权项】
1. 一种车辆悬架系统性能分解方法，包括整车主观性能量化（1)、整车客观指标重构 (2)以及悬架特性分解及优化（3)，其特征在于： 所述的整车主观性能量化（1)用数学模型描述和量化整车性能评价师的主观评价结 果；根据车辆性能的主观评价对客观评价指标形成的特征空间进行分类； 所述的整车客观指标重构（2)根据实车试验数据建立车辆的动力学模型并进行仿真 计算，利用主成分分析方法提取新的客观评价指标来判断悬架特性是否满足整车要求，对 客观评价指标重新提取以构建客观指标函数值，通过权值大小提取或重构指标； 所述的悬架特性分解及优化（3)通过优化方法确定需要的悬架特性，搭建优化平台： 包括悬架特性预处理模块、面向特性的车辆动力学仿真模块、整车性能评价模块；其中，整 车性能评价模块评价车辆性能，并且控制是否触发悬架特性预处理模块；悬架特性预处理 模块对悬架性能优化的设计变量、约束条件及优化算法进行选择；然后调用面向特性的车 辆动力学仿真模块，并给整车性能评价模块输入数据。
2. 根据权利要求1所述的一种车辆悬架系统性能分解方法，其特征在于： 所述的整车主观性能量化（1)具体分为以下四步： 第一步：根据对标车的主客观试验得到客观数据和主观打分； 第二步：对客观数据进行归一化处理； 第三步：利用数据挖掘方法对主观打分以及上述归一化处理后的数据进行数据挖掘； 构建数据挖掘模型，然后利用主成分分析理论进行属性约简，以对数据进行分块，通过多属 性决策方法得到决策表，并根据决策表推导出权值，即权系数矩阵； 第四步：对权值、归一化处理后的数据及核函数进行集成；将权值、归一化处理后的数 据引入核函数，通过线性组合得到量化后主观评价分值表达式：
其中，H为主观评价分值，1为属性约简后主属性的个数，〇^由多属性决策表权值决 定，aJPb由核函数最优参数决定，K(x,xD为核函数，X，XiS特征空间变量，核函数K(x,Xi) 为高维空间? (x)和〇 (Xi)的内积运算，i= 1，2,…，1。
3. 根据权利要求1所述的一种车辆悬架系统性能分解方法，其特征在于： 所述的整车客观指标重构（2)具体步骤如下： 第一步：计算方差贡献率：根据主成分分析方法的结果，通过相应的线性变换，得到各 综合客观指标氏在车辆性能中的方差贡献率，根据方差贡献率大小，确定指标量； 第二步：推导得分系数矩阵；将权系数矩阵进行斜交旋转，得到指标载荷矩阵，即新指 标与原各试验指标间的内在联系；将载荷矩阵逆变换，得到得分系数矩阵，即原指标与新指 标之间的系数关系； 第三步：相关性分析；对构造的新指标进行相关性分析，当互相关系数小于临界值时， 即新指标之间相互独立。
4. 根据权利要求1所述的一种车辆悬架系统性能分解方法，其特征在于： 所述的悬架特性分解及优化（3)的具体步骤如下： 第一步是悬架特性预处理，即实现悬架特性参数化及设计变量，并建议新的悬架特 性； 第二步是面向特性的车辆动力学仿真，车辆模型调用新的悬架特性数表，进行设定工 况的车辆性能的仿真计算； 第三步是整车性能评估，利用整车客观指标重构（2)得到的客观评价指标判断悬架特 性是否能满足车辆性能要求，若不满足要求则返回第一步悬架特性预处理，继续运算；若满 足要求，则生成悬架系统特性要求，指导悬架结构设计。
【专利摘要】本发明公开了一种车辆悬架系统性能分解方法，包括整车主观性能量化、整车客观指标重构以及悬架特性分解及优化，所述的整车主观性能量化用数学模型描述和量化整车性能评价师的主观评价结果；所述的整车客观指标重构根据实车试验数据建立车辆的动力学模型并进行仿真计算，利用主成分分析方法提取新的客观评价指标来判断悬架特性是否满足整车要求，对客观评价指标重新提取以构建客观指标函数值，通过权值大小提取或重构指标；所述的悬架特性分解及优化通过优化方法确定需要的悬架特性，搭建优化平台；发明将主观评价、客观评价以及CAE分析集成车辆的前期开发流程中，为车辆模块化、数字化开发奠定了基础。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104573277
【申请号】CN201510044528
【发明人】章新杰, 唐帅, 石冰, 郭孔辉, 金凌鸽, 白帆, 张玉新
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月28日