汽车传动系参数的模糊优化研究及软件开发

作     者：巩正阳 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓亚东

授予年度：2008年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：传动系参数 动力性 燃油经济性 排放特性 模糊优化 

摘      要：汽车的传动系参数对汽车整车的动力性、燃油经济性和排放特性有很大的影响。本论文将模糊优化设计理论引入到汽车传动系参数设计当中,以实现汽车发动机与传动系统的最佳匹配,达到充分发挥汽车整车性能的目的,并以此为理论基础,开发出一套汽车传动系参数优化设计系统。最后以计算实例对本文理论的正确性和所开发系统的实用性进行了验证。 文章首先给出了一套通过相关系数选择发动机的方法,并建立了发动机外特性模型和包含有排放特性的发动机万有特性模型,然后建立了整个传动系统的数学模型,接着对现有的汽车动力性、燃油经济性和排放特性的评价指标进行了系统的总结和分析,并以此为基础提出了一套综合评价汽车动力性、燃油经济性和排放特性的指标体系,该体系针对不同车型的使用要求,分别给出了不同的评价指标,并结合汽车的常用工况讨论了不同评价指标中权系数之间的关系,改进了以往不结合实际工况用单一的评价指标评价不同车型的作法,能够更好地反映汽车动力性、燃油经济性和排放特性的协调程度。而后,文章在普通的汽车传动系参数优化模型基础上,结合模糊优化设计理论,提出了本文的汽车传动系参数模糊优化数学模型,该模型中的目标函数为采用线性加权组合方法统一起来的包含三个分目标的单一目标函数,约束条件则充分考虑了在传动系参数优化设计中可能出现的模糊因素。模糊优化模型的建立克服了普通优化模型中对模糊条件的确定性处理,弥补了普通优化模型中有可能错过真正最优解的不足。本文选用水平截集法来求解以上的模糊优化数学模型,在找到最佳水平截集值后将该截集值下的优化结果作为整个模型的优化结果。 基于以上理论,文章选用Matlab软件开发了汽车传动系参数优化设计系统。该系统操作简单,直观易懂,不但可以进行传动系参数的模糊优化设计,还能对汽车的发动机外特性、动力性能、燃油经济性能的主要指标进行模拟计算。引用哈飞路宝HFJ7110轿车作为实例,对其各项性能指标进行了模拟计算,并对其传动系参数进行了模糊优化计算,通过对优化前后整车性能的对比分析,验证了本文理论的正确性和该系统的实用性。最后,进行了全文总结,并提出了不足和展望。