随着人们生活水平的不断提升,摩托车的功能由早期的代步工具逐渐向娱乐工具转变,动力强劲、操控性能出色的大排量（>250m L）摩托车近年来受到市场青睐。国产大排量摩托车由于早期研发重视程度不足,其性能尤其是中高速行驶时悬架系统的动力学性能与发达国家同类产品差距明显。因此,为提升我国大排量摩托车的产品竞争力,进行大排量摩托车悬架系统动力学的相关研究很有必要。以某国产500m L大排量摩托车为研究对象,针对其中高速行驶时悬架系统的摆振（wobble）和迂回摆动（weave）问题,建立摩托车动力学模型进行仿真分析,利用灵敏度分析、近似建模及多目标优化等方法,完成悬架系统参数的优化分析,并引入根轨迹理论对优化结果进行验证。主要研究内容和结论如下:（1）在国内外研究的基础上,利用拉格朗日方法推导摩托车运动方程,建立摩托车模型并完成动力学仿真分析,仿真现象与摩托车摆振问题基本符合。（2）针对该摩托车的摆振问题,建立优化问题的数学模型,对比分析各优化算法的特点,选择NSGA-II算法完成前悬架系统的优化分析。优化后前轮质心位置横摆角速度和侧向加速度极值分别由优化前的323.2deg/s、3.1g（30.4m/s~2）变为优化后的0.1deg/s、0.11g（1.1m/s~2）,该摩托车摆振问题得到明显改善。（3）综合考虑摆振和迂回摆动问题,对摩托车悬架系统参数进行灵敏度分析以识别关键参数。利用响应面法、径向基神经网络法和Kriging法完成近似建模,通过误差分析确定响应面近似模型精度最高。基于灵敏度分析和响应面近似模型,选择NSGA-II算法完成悬架系统参数的多目标优化。优化后整车质心位置侧倾角速度和横摆角速度峰值分别由优化前的14.59deg/s、14.33deg/s变为优化后的0.31deg/s、0.43deg/s,前轮质心位置侧向加速度峰值由优化前的2.1g（20.58m/s~2）变为优化后的0.95g（9.31m/s~2）,该摩托车摆振和迂回摆动问题得到解决。（4）对比优化前后摩托车各项性能指标,并利用根轨迹理论对比分析优化前后摩托车的摆振和迂回摆动模态稳定性。结果表明:优化后摩托车摆振和迂回摆动模态稳定性均优于优化前,且均处于稳定区域,验证了优化方案的可行性和有效性。通过对该大排量摩托车悬架系统参数的优化分析,解决了其中高速行驶时悬架系统的摆振和迂回摆动问题,整车行驶稳定性得到明显提升,研究内容为国内大排量摩托车的设计研发工作提供参考,具有较高的工程应用价值。