基于代理模型的汽车乘员约束系统性能优化

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基于自适应代理模型的汽车乘员约束系统优化设计

２０２０年（第４２卷）第７期汽　车　工　程ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０２０（Ｖｏｌ．４２）Ｎｏ．７ｄｏｉ：１０．１９５６２／ｊ．ｃｈｉｎａｓａｅ．ｑｃｇｃ．２０２０．０７．００７基于自适应代理模型的汽车乘员约束系统优化设计国家自然科学基金（５１７７５０５７，５１８７５０４９）、湖南省自然科学杰出青年基金（２０１９ＪＪ２００１７）和长沙理工大学道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心开放基金（ｋｆｊ１７０４０１）资助。

原稿收到日期为２０１９年９月２９日。

通信作者：刘鑫，副教授，Ｅｍａｉｌ：ｌｘｙｍ８１０２０５＠１６３．ｃｏｍ。

刘　鑫１，２，刘　祥２，周振华２，胡　林２（１长沙理工大学，道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心，长沙　４１０１１４；２长沙理工大学，工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重点实验室，长沙　４１０１１４）［摘要］　为提升汽车乘员约束系统对乘员的保护性能并降低乘员所受的伤害，本文中提出了一种基于自适应代理模型的汽车乘员约束系统优化设计方法。

首先，建立了某微型客车的乘员约束系统数值模型，并通过实车碰撞试验对该数值模型进行检验和校正；然后，基于径向基函数建立了乘员约束系统的代理模型，并通过逆向形参数法有效获得具备较高精度的代理模型；最后，利用隔代映射遗传算法（ＩＰＧＡ）对汽车乘员约束系统进行优化。

结果表明：该方法能快速获得汽车乘员约束系统的最优匹配参数，从而确保乘员的安全性。

关键词：乘员约束系统；代理模型；逆向形参数法；优化设计ＤｅｓｉｇｎＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＶｅｈｉｃｌｅＯｃｃｕｐａｎｔＲｅｓｔｒａｉｎｔＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＡｄａｐｔｉｖｅＳｕｒｒｏｇａｔｅＭｏｄｅｌＬｉｕＸｉｎ１，２，ＬｉｕＸｉａｎｇ２，ＺｈｏｕＺｈｅｎｈｕａ２＆ＨｕＬｉｎ２１ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＣａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃＰｒｏｐｈｙｌａｘｉｓａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＲｏａｄ＆ＴｒａｆｆｉｃＳａｆｅｔｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０１１４；　２ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｕｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳａｆｅｔｙＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｅｈｉｃｌｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０１１４［Ａｂｓｔｒａｃｔ］　Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｏｃｃｕｐａｎｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｖｅｈｉｃｌｅｏｃｃｕｐａｎｔｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｙｓｔｅｍａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｊｕｒｙｏｆｏｃｃｕｐａｎｔｓ，ａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｏｃｃｕｐａｎｔｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎａｄａｐｔｉｖｅｓｕｒｒｏｇａｔｅｍｏｄｅｌｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｏｃｃｕｐａｎｔｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｙｓｔｅｍｏｆａｍｉｎｉｂｕｓｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｔｈｅｎｖａｌｉｄａｔｅｄａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｅｄｂｙｒｅａｌｖｅｈｉｃｌｅｃｒａｓｈｔｅｓｔｓ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｓｕｒｒｏｇａｔｅｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｏｃｃｕｐａｎｔｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｙｓｔｅｍｉｓｂｕｉｌｔｂａｓｅｄｏｎｒａｄｉａｌｂａｓｉｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｖｅｒｓｅｓｈａｐｅｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅｔｈｏｄｉｓａｌｓｏｕｓｅｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｓｕｒｒｏｇａｔｅｍｏｄｅｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＩＰＧＡ）ａｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｏｃｃｕｐａｎｔｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｙｓｔｅｍｏｆｖｅｈｉｃｌｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｐｒｏｐｏｓｅｄｃａｎｓｐｅｅｄｉｌｙｏｂｔａｉｎｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｍａｔｃｈｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｖｅｈｉｃｌｅｏｃｃｕｐａｎｔｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｙｓｔｅｍａｎｄｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｏｃｃｕｐａｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｃｃｕｐａｎｔｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｙｓｔｅｍ；ｓｕｒｒｏｇａｔｅｍｏｄｅｌ；ｒｅｖｅｒｓｅｓｈａｐｅｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅｔｈｏｄ；ｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ前言当汽车发生碰撞时，汽车乘员约束系统是保障乘员生命安全最有效的防护装置［１］，它包括安全气囊、安全带、安全座椅和吸能转向系统等装置。

基于正交试验设计的乘员约束系统性能优化

一０２％
＋０２％
一０２％
一５２％
＋Ｏ２％＋５２％
试验结束后需要对试验结果进行分析，使用极差分轮缘刚度及安全带刚度作为设计变量，对于其他３个变析方法可以简单、直观地处理数据。极差分析法要求分别量取其初始设计值。设计变量的因素和水平见表３下面。求出各因素具体水平对应的试验指标平均值，平均值中针对选出的４个设计变量利用正交试验设计的方法进行
４
以取得一定的效果，但是却不能充分挖掘整个约束系统文选用代号为Ｌ（。３）
的潜能。因此，需要研究各参数与乘员伤害指标之间的关的正交表，它表示该系，并对整个约束系统进行优化。
表１初始设计表．问题定义
６
正交表可以有４个因
懈蝴脚
㈣觚
８４７９０３８．２．９６９７１７２．２．１２７２．５．０１１
８．２１２２７０７．
损伤指标
约束范围参考标准侧的座位的假
确定的性能指标应满足表２所示要求。
证流程如图２。
部件验
证
— —
坐垫、地板、防火墙、垫、膝方向盘、安全带、收器、紧卷预器、限力器、全气囊安
试验和仿真值分别为７．ｍ和６．ｍ。２ｍ６６ｍ根据Ｇ１５ — ５Ｂ１５１２０乘用车正面碰撞的乘员保护＿对于处于前排外侧０３４］，座位的假人，头部伤害指标（Ｉ３） ≤１０，ＨＣ６应００胸部压缩

基于数据分析的轿车乘员约束系统性能改进研究

参考文献
ａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｍｅｓｈｉｎｇｎｏｉｓｅｆｒｏｍｃｈａｉｎｄｉｒｖｅｓ．Ｊｏｕｎａｒｌｏｆ
ＳｏｕｎｄａｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎ，２００１，２４５（１）：１３３－１５０．
６ＺｈｅｎｇＨ，ＷａｎｇＫＷ，ＨａｖｅｋＳＩ，ｅｔａ１．Ｅｆｉｃｆｉｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎｇ
齿数参加啮合．因此采用小节距链节的方法可以有效减轻多边形效应．降低一定程度的磨损与冲击。
７ＮＩＣＨ０ＬＳＷ．．ＦＡＷＣＥＴＴＪＮ．ＲｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＮｏｉｓｅａｎｄ
１前言
在安全气囊和预紧限力式安全带普遍采用的情
分已很正常。另外，随着车身结构设计越来越成熟，
大腿也基本不失分．小腿通常有失分可能性．但其主要受车身刚度影响较大。假人胸部是受约束系统影
况下，在Ｃ — ＮＣＡＰ正面碰撞试验中，头部和颈部满
ＳｈａｎｇＥｎｙｉ，ＧａｏＪｉｎｓｏｎｇ
（ＳｈａｎｇｈａｉＥａｓｔｊｏｙｌｏｎｇＭｏｔｏｒＡｉｒｂａｇＣｏ．，Ｌｔｄ）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ］ＷｉｔｈＣ－ＮＣＡＰａｓａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｂｊｅｃｔｉｖｅａｎｄｕｓｉｎｇｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｄａｔａｏｆｄｕｍｍｙｉｎｔｈｅｆｒｏｎｔａｌ

基于近似模型管理的汽车安全带约束系统优化设计

表３第３迭代步优化结果（样本点５２个）Ｔａｂ．３Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｉｔｅｒａｆｉｖｅｓｔｅｐ３（５２ｓａｍｐｌｅｓ）
优化设计解（０．８６１５ｍ，０。０６２７３，０．０００）ＨＩＣＣ３ｍｓ／（ｒｏ·ｓ）Ｄ／ｍｍＦｒＬ／ｋＮＦＦＲ／ｋＮＷＩＣ
Байду номын сангаас
全带约束系统（式（７））近似优化问题进行求解，具体
优化流程见图６。
（１）在设计域空间上用ＬＨＤ采样，调用所有采样
点真实数值模型进行计算，获得目标函数及约束初始
样本。给定允许误差＞０，置迭代步数ｓ＝１。
（２）利用目标函数及约束样本建立径向基函数近
似模型，构建安全带约束系统近似优化问题。用ＩＰ—
若ｅ＜，则输出优化设计解 “’，迭代终止；否则转下一步。
（５）将当前步的真实目标函数及约束函数在近似优化设计解 ’处的值作为新样本点加入原目标函数及约束函数样本空间，构成新的样本空间，置迭代步数ｓ＝ｓ＋１，返回（２）。
ｍｉｎｆｗＩｃ（）ｓ．ｔ．Ｉｃ（）≤ １０００，３（）≤ ６０Ｇ
（）≤ ７５ｍｍ，儿（）≤ １０ｋＮ（）≤ １０ｋＮ，Ｘ＝Ｅｘ。，２，３］
（７）
０．８２ ≤ １≤ ０．９２ｍ，０．０６ ≤ ２≤ ０．１５
— ０．２ ≤ 戈 ≤ ０
３．５优化结果及分析整个优化过程中，允许误差：３％，目标函数及约
束初始样本点为５Ｏ个，用ＩＰ．ＧＡ遗传算法对优化问题进行求解。ＩＰ．ＧＡ遗传算法参数为：种群大小Ｎ＝５，交叉概率ｐｃ＝０．５，变异概率ｐｍ＝０．０２，迭代次数１００。

乘用车乘员约束系统参数灵敏度研究及优化

ｈｉｈｓｎｉｖｔｅｉｎｖｒａｌｓＡｆｅｐｉｚｔｎｔＩｆｔｅｄｍｍｙｉｏｒｔａｅｉｉａａｕｆ１－％，ｇｅｓｔｉｄｓｇａｂｅ．ｔｒｏｔｉｙｉｍｉａｉ，ｈｅＷＣｏｕｏｈｓｌｗｅｈｎｔｎｔｌｌｅｏ３ｈｉｖ１
关键词：员约束系统；乘正交试验；参数灵敏度；优化中图分类号：９．１Ｕ４１６文献标志码：Ｂ文章编号：０６３３（０１０－０９０１０ — ３１２１）５０４－４
ＳｕｎＯｐｍｉａｉｎｎＰａａｅｅｅｉｉｉｙｏｃｐａｔＲｅｔａｎｙｔｍｔｄｙａｄｉｚｔｏｏｒｍｔｒＳｎｓｔｖｔｆＯｃｕｎｓｒｉｔＳｓｅ
ｔｅｅｅｔｓａｐｒｎ．ｈｆｃｉｐａｅｔＫｅｒｓｏｃｐｎｅｔａｎｙｔｍ；ｒｈｇｎｌｘｅｍｅｔｌｐｒｍｅｅｅｓｔｉ；ｐｍｉａｏｙｗｏｄ：ｃｕａｔｓｒｉｔｓｅｏｔｏｏａｐｒｎａ；ａａｔｒｓｎｉｖｔｏｔｚｔｎｒｓｅｉｉｙｉｉ
研究，出对假人ＷＩ值影响较大的设计变量；过均匀试验设计方法进行样本采集，灵敏度较高的设找Ｃ通对计变量进行优化。优化后的假人ＷＩ比初始值降低了１．效果显著。Ｃ１３％，
目前汽车上广泛安装使用的被动安全装置主要有座椅、安全带和安全气囊。座椅作为安全部件，使乘员在

基于代理模型的优化方法介绍

基于代理模型的优化方法介绍一，代理模型的简介许多工程设计问题，需要通过模拟实验来评估采用不同设计参数时的目标函数和约束函数。

例如，为了找到最佳的机翼形状，常常针对不同的形状参数（长度，曲率，材料等）模拟机翼周围的气流。

对于许多实际问题，单次模拟可能需要数分钟、数小时、甚至数天才能完成。

因此，类似设计优化、设计空间搜索、灵敏性分析和假设分析这种，需要数千、甚至数百万次模拟的任务，直接对原模型求解将是不可能的。

改善这种情况的一个办法就是使用近似模型（被称为代理模型，响应曲面模型，元模型或模拟器）来模拟高精度模拟模型。

代理模型的计算结果与原模型非常接近，但是求解计算量较小。

代理模型采用一个数据驱动的、自下而上的办法来建立。

一般假定原模拟过程的内部精确处理过程未知（有时也可能已知），但是该模型的输入-输出行为则非常重要。

通过在仔细选择的有限个点（输入）计算原模型的响应（输出），从而建立代理模型。

这一过程也被称为行为建模或者黑箱模型，但是这两个名字会造成歧义。

如果只涉及唯一的变量，这一过程也被称为曲线拟合。

二，代理模型的意义代理模型是一种包含试验设计和近似算法的建模技术，在设计优化过程中用代理模型替代原有的高精度分析模型，可以提高仿真优化的寻优效率，降低算法的计算成本。

三，建立代理模型的方法3.1 响应面模型法（Response Surface Methodology）响应面分析法是利用合理的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种统计方法。

计算原理：由于响应面法描述的是一组独立输入变量与系统输出响应之间某种近似关系，因此通常可用下式来描述输入变量和输出响应之间的关系。

()()εyy~x+=x式中，－响应实际值，是未知函数；－响应近似值，是一个已知的多项式；－近似值与实际值之间的随机误差，通常服从的标准正态分布。

乘员约束系统模型的建立及参数优化

乘员约束系统模型的建立及参数优化
杜亮韩忠浩钱国强，，，刘善海２
（．宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州１１０；．州市公交总公司，辽宁锦州１１０）１辽２０１２锦２００
摘
要：利用ＭＡＤＹＭＯ软件建立了乘员约束系统的模型，整个模型包括车体、安全带、安全气囊和假人。
ｐａａｅｅｓｒｓｔｎｒｍｔｅｖａｉａｅｒｍｔｒｅｕｌｇｆｏｈｌｄｔｄｍｏｅｅｔａｎｙｔｍ．ｉｄｌｒｓｉｔｓｓｅｏｎｒ
汽车乘员约束系统是汽车被动安全性领域内的主要研究内容之一。乘员约束系统主要由安全带、安全气囊、仪表板、座椅、转向系等子系统组成，研究主要集中在安全带和安全气囊等子系统的
假人为ＨｂｉＩ男性第５百分位多刚体假人。假ｙｒＬｄｌ０
图１车体结构布置图
本模型的安全带模型采用三点式安全带，其中
包括ＦＥ安全带和传统的多体（ＭＢ）安全带单元。
安全带与车体的连接部分采用的是ＭＢ安全带模型，与假人相互作用的部分是由三节点的膜单元组成的。需要通过预演算对Ｆ安全带进行定位，找Ｅ
模型经过验证后与试验数据相比较符合要求，利用验证后的模型对约束系统的参数应用正交试验设计的方法进行
了优化。
关键词：ＭＡＤＭＯ：乘员约束系统：正交试验设计Ｙ中图分类号：Ｕ４１１６．９文献标识码：Ａ文章编号：１０－００２０）３０９－４０５１９（０７０－１８０

Kriging模型与优化算法在汽车乘员约束系统仿真优化中的应用研究

（南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，南长沙湖湖４０８）１０２
摘要：汽车乘员约束系统的优化涉及到安全带、全气囊等部件的众多参数．先采安首用一阶线性响应表面模型、交实验设计方法进行参数筛选．正然后构造Ｋｒｉｇ代理模型来ｉｎｇ代替计算机仿真，并结合两种不同的优化算法来进行乘员约束系统参数的优化设计．结果表明：方法对汽车乘员约束系统参数优化具有明显效果，该可行方向法在该优化中优于多目标
汽车被动安全仿真已经成为汽车开发过程中一个非常重要的手段，员约束系统的仿真是被动安乘全研究的一个重要部分．员约束系统主要包括安乘全带、安全气囊、座椅和吸能转向机构等，而且各个
标值，统具有较强的噪声和非线性… ．系因此，员乘
ＺＨＡＮＧｅ— ａｇ’ ＬＩＨｕＷｉｇｎ，Ｕｉ
（ｔｔｙＬａｏａｏｙｏｖｎｅｓｇｎａｕａｔｒｏｈｃｅＢｏｙＳａｅＫｅｂｒｔｒｆＡｄａｃｄＤｅｉｎａｄＭｎｆｃｕｅｆｒＶｅｉｌｄ，
Ｈｕａｉ。Ｃａｇｈ，Ｈｕａ４０８ｎｎＵｎｖｈｎｓａｎｎ１０２，Ｃｈｎ）ｉａＡｂｔａｔＶｅｃｅｏｃｐａｅｔａｎｔｓｓｅｏｉｚｔｏｎｖｌｅａａａｔｒｆｓａｅｔ，ａｒａｓａｓｒｃ：ｈｉｌｃｕｎｔｒｓｒｉｙｔｍｐｔｍｉａｉｎｉｏｖｓｍｎｙｐｒｍｅｅｓｏｅｔｂｌｓｉｂｇｎｄｏｈｒｐｒｓｔｅａｔ．Ａｅｏｐｉｚｔｏｔｏｄｗａｏｏｅｎｗｔｍｉａｉｎｍｅｈｓｐｒｐｓｄ，ｉｎｗｈｉｈｌｎａｅｐｎｓｕｆｃｐｏｉｔｏｎｒｃｉｅｒｒｓｏｅｓｒａｅａｐｒｘｍａｉｎａｄｏ — ｔｇｎｌｅｅｉｎａｅｉｎｍｅｈｄｒｉｓｓｄｔｈｏｅｔｅｐｒｍｅｅｓｈｅｈｅＫｒｇｎｕｒｇｔｄ— ｈｏｏａｘｐｒｍｅｔｌｄｓｇｔｏｓｗｅｅｆｒｔｕｅＯｃｏｓｈａａｔｒ，ｔｎｔｉｉｇｓｒｏａｅｍｏｅｓｃｎｔｕｔｄｔｕｓｉｕｔｏｐｔｒｓｍｕｌｔｏｌｗａｏｓｒｃｅｏｓｂｔｔｅｃｍｕｅｉａｉｎ，ａＷＯｏｉｚｔｏｎｍｅｈｄｒｏｎｄｔｐｔｍｉａｉｔｏｓｗｅｅｃｍｂｉｅＯｏｔｍｉｅｎｄｔｐｉｚｏｃｐａｅｔａｎｙｔｍａａｔｒ．Ｔｈｅｕｔｈｓｓｗｎｔａｔｔｉｔｏａｂｉｕｆｅｔｏｃｕａｔｒ — ｃｕｎｔｒｓｒｉｔｓｓｅｐｒｍｅｅｓｅｒｓｌａｈｏｈｈｓｍｅｈｄｈｓｏｖｏｓｅｆｃｎｏｃｐｎｅ

基于pso-svr近似模型的乘员约束系统稳健性优化

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｃｃｕｐａｎｔｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｙｓｔｅｍ；ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ；ＰＳＯ；ＳＶＲ；ｒｏｂｕｓｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
前言
乘员约束系统作为汽车被动安全领域的主要研究对象之一，包括仪表板、安全气囊、安全带、座椅和转向系统等［１］。当汽车发生碰撞时，由安全带等装置组成的乘员约束系统不但可以有效缓冲乘员所受到的冲击载荷，且能避免乘员与车身发生二次碰撞，
（１浙江吉利汽车研究院有限公司，浙江省汽车安全技术研究重点实验室，杭州３１１２２８；２太航常青汽车安全系统（苏州）股份有限公司，苏州２１５１００；３合肥工业大学汽车与交通工程学院，合肥２３０００９）
［摘要］综合运用近似模型参数优化技术和稳健性优化方法对汽车乘员约束系统进行优化。通过全局灵敏度分析，选出对加权伤害准则（ｗｅｉｇｈｔｅｄｉｎｊｕｒｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ＷＩＣ）影响大的参数；采用粒子群优化（ＰＳＯ）算法对支持向量回归（ＳＶＲ）模型参数和核函数参数进行优化，建立高精度的ＰＳＯＳＶＲ近似模型；在确定性优化的基础上进行基于蒙特卡罗抽样的稳健性优化。结果表明：优化后乘员约束系统性能得到明显提升且兼顾了稳健性。
１ＰＳＯＳＶＲ近似模型
１１ＳＶＲ近似模型
支持向量回归机是支持向量机（ｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒ
中国博士后基金（２０１８Ｍ６４０５２４）和浙江省汽车安全技术研究重点实验室开放基金（２００９Ｅ１００１３）资助。原稿收到日期为２０１９年５月２８日。通信作者：谷先广，副教授，硕士生导师，Ｅｍａｉｌ：ｇｘｇｈｆｕｔ＠１６３．ｃｏｍ。
２０２０（Ｖｏｌ．４２）Ｎｏ．４
张海洋，等：基于ＰＳＯＳＶＲ近似模型的乘员约束系统稳健性优化
１ＧｅｅｌｙＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＺｈｅｊｉａｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＳａｆｅｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１１２２８；２ＴａｉｈａｎｇＣｈａｎｇｑｉｎｇＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＳａｆｅｔｙＳｙｓｔｅｍ（Ｓｕｚｈｏｕ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｕｚｈｏｕ２１５１００；

轿车乘员约束系统的试验验证及参数优化

轿车乘员约束系统的试验验证及参数优化张学荣1　刘学军2　苏清祖11.江苏大学,镇江,2120132.天欧汽车中国有限公司,上海,200120摘要:应用MAD YMO 模型进行虚拟试验或数值仿真是乘员约束系统开发流程中重要的方式。

为得到可靠的计算结果,必需遵循规范的验证流程。

详细介绍了MAD YMO 正面碰撞约束系统的建立和试验验证的流程。

基于验证模型,进行了试验设计、参数灵敏度分析、响应面模型分析以及优化设计。

优化设计结果使乘员受重伤的概率下降412%。

在实际的工程应用中,利用MAD YMO 模拟可有效匹配约束系统的设计参数,达到稳健可靠的乘员保护效果。

关键词:正面碰撞;约束系统;验证;优化中图分类号:U461 文章编号:1004—132X (2008)10—1254—04T esting V alidation and P arameter Optimization in Occupant R estraint System DevelopmentZhang Xuerong 1　Liu Xuejun 2　Su Qingzu 11.Jiangsu U niversity ,Zhenjiang ,Jiangsu ,2120132.TNO Automotive China ,Shanghai ,200120Abstract :Virt ual testing or mat hematical simulation using MAD YMO becomes a vital tool for oc 2cupant restraint system develop ment.To obtain p redictive crash simulations ,it is very important to validate a MAD YMO model according to app rop riate processes.Guidelines and considerations for f rontal impact rest raint system modeling and validation were described in detail herein.Based on t he validated model ,design of experiment s (DO E ),parameter sensitivity analysis ,response surface mod 2el (RSM )and optimization were performed.The probability of serious injury decreases by 412%.In engineering applications ,MAD YMO simulation is efficient way to develop robust and reliable re 2straint systems.K ey w ords :f rontal impact ;rest raint system ;validation ;optimization收稿日期:2006—11—13 修回日期:2008—02—220　引言在乘员约束系统开发中,MAD YMO 模拟仿真是重要的设计分析手段,可用于预测不同设计方案对乘员的保护效果,显著减少物理试验次数,提高约束系统在不同载荷工况下的稳健性。

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（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅａｎｄＴｒａｆｆｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ；
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｕｌｔｉ－ｐａｒａｍｅｔｅｒａｎｄｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙｉｎｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｏｃｃｕｐａｎｔｒｅ —
ＤＯＩ：１０．１１８６０／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ — ０２９１．２０１６．０６．０１３
基于代理模型的汽车乘员约束系统性能优化
羊玢，汤勇，杨慧敏，肖峰，
袁云康，梅永存，曹立波，ＬＥＥＨｅｏｗＰｕｅｈ。
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｏｃｃｕｐａｎｔｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｙｓｔｅｍ
ｂａｓｅｄｏｎｓｕｒｒｏｇａｔｅｍｏｄｅｌ
ＹＡＮＧＢｉｎ ’ ，ＴＡＮＧＹｏｎｇ，ＹＡＮＧＨｕｉｍｉｎ，Ｘ０Ｆｅｎｇ，珊』ＥＪｙ０ｎｇｃｕｎ，ＣＡ０Ｌｉｂｏ，ＬＥＥＨｅｏｗＰｕｅｈ０
第４Ｏ卷第６期
２０１６年１２月
北
京
交
通
大
学
学
报
Ｖｏ１．４０Ｎｏ．６
Ｄｅｃ．２Ｏ１６
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡ０Ｔ０ＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
文章编号：１６７３ — ０２９１（２０１６）０６ — ００７６ — ０７
（１．南京林业大学汽车与交通工程学院南京２１００３７；２．湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙４１００８２；３．新加坡国立大学机械工程系，新加坡１１７５７６）
摘要：针对汽车碰撞乘员约束系统优化设计中多参数和非线性问题，提出了基于径向基函数代理
模型的优化设计方法，通过ＬＳ＿ＤＹＮＡ分析软件建立正面碰撞乘员约束系统的仿真模型并对其进
行验证．基于该模型选取对响应影响较大的设计变量作为优化变量，在ＬＳ — ＯＰＴ中选择径向基函数构建代理模型，采用空间填充试验方法进行试验设计，运用自适应模拟退火算法进行优化求解．优
化结果表明：人体综合损伤ＷＩＣ值相比初始设计值降低了２８．２，实现了对设计目标的优化．关键词：乘员约束系统；径向基函数模型；试验设计；自适应模拟退火算法；多参数优化中图分类号：Ｕ４６１．９１文献标志码：Ａ
ｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＬＳ－ＤＹＮＡａｎｄｔｈｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ，
ＮＹｕｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｉｎｇａｐｏｒｅ，Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ１１７５７６）
ｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｏｃｃｕｐａｎｔｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｆｒｏｎｔａｌｉｍｐａｃｔｉｓｂｕｉｌｔｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｏｃｃｕｐａｎｔｉｎｊｕｒｙａ —
２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｆｏｒＶｅｈｉｃｌｅＢｏｄｙ，
ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２，Ｃｈｉｎａ；
ｓｔｒａｉｎｔｓｙｓｔｅｍ，ａｍｅｔｈｏｄｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎｒａｄｉａｌｂａｓｉｓｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｓｉｍ—