輕軌車輛使用約束多目標(biāo)進化搜索的優(yōu)化設(shè)計


Niahn-Chung Shieh
中山科學(xué)研究院

Chun-Liang Lin
國立中興大學(xué)電氣工程系
Nan-Jou Lin
逢甲大學(xué)自動化控制工程學(xué)院
Yu-Chen Lin
逢甲大學(xué)自動化控制工程學(xué)院

• Optimal design for passion of a light rail vehicle using constrained multiobjective evolutionary search

摘要——這項研究提出了一個系統(tǒng)和有效的輕軌車輛垂直的被動懸架優(yōu)化進程，采用的是一種新的約束多目標(biāo)演化算法。提出了一個三廂列車裝置的多體動力學(xué)模型，懸架彈簧和阻尼參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。被動懸架的設(shè)計借助于演化算法的使用，從而使乘坐質(zhì)量和由于不規(guī)則的傾斜軌道引起的懸架撓度兩者達到最佳的折衷效果。本研究進行廣泛的模擬仿真以驗證所提出的設(shè)計方案。初步結(jié)果表明：當(dāng)被動懸架的參數(shù)設(shè)計通過預(yù)設(shè)的優(yōu)化步驟，而輕軌車運行于以最壞的軌道條件，同時保持懸架撓度在其允許的間隙范圍內(nèi)時，也將大大提高乘坐質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：輕軌車輛，被動懸架，演化算法，遺傳算法。

1引言

輕軌車輛懸架的主要作用是支撐車體和轉(zhuǎn)向架，隔離由不平路面作用在車輪上的沖擊力，控制車體在導(dǎo)軌面的姿勢以提供舒適的駕駛環(huán)境。簡單地說，懸架會影響車輛行駛舒適性和穩(wěn)定性，因此，懸架系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)隔離車體和粗糙軌面，軌面和車體之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)目臻g。
在這項研究中，發(fā)展了三廂列車裝置的9自由度多體動力學(xué)模型，八懸簧和選擇的阻尼參數(shù)被優(yōu)化。
演化算法過去習(xí)慣用來達到乘坐質(zhì)量和由于不規(guī)則傾斜軌道引起的第一懸架撓度和第二懸架撓度最佳配合。在這里，我們發(fā)展了一個新的約束多目標(biāo)進化算法，以協(xié)助懸架設(shè)計和處理乘坐質(zhì)量和懸架撓度之間不可避免的矛盾。我們證明了在被動懸架設(shè)計期間怎樣使用演化算法能夠獲得最佳方案。廣泛的計算機模擬仿真驗證了算法的有效性。