基于Simulink的车辆两自由度操纵稳定性模型.pdf
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1、_ -可编辑修改 - 基于 Simulink 的车辆两自由度操纵稳定性模型 汽车操纵稳定性是汽车高速安全行驶的生命线,是汽车主动安全 性的重要因素之一; 汽车操纵稳定性一直汽车整车性能研究领域的重 要课题。本文采用MATLAB 仿真建立了汽车二自由度动力学模型, 通过仿真分析了不同车速、 不同质量和不同侧偏刚度对汽车操纵稳定 性的影响。研究表明,降低汽车行驶速度,增加前后轮侧偏刚度和减 小汽车质量可以减小质心侧偏角, 使固有圆频率增加降低行驶车速还 可以使阻尼比增加,超调量及稳定时间减少。 车辆操纵稳定性评价主要有客观评价和主观评价俩种方法。客观 评价是通过标准实验得到汽车状态量,再计算汽车操
2、纵稳定性的评价 指标,这可通过实车实验和模拟仿真完成,在车辆开发初期可通过车 辆动力仿真进行车辆操纵稳定性研究。 1二自由度汽车模型 为了便于掌握操纵稳定性的基本特性,对汽车简化为线性二自 由度的汽车模型,忽略转向系统的 影响,直接一前轮转角作为输入; 忽略悬架的作用,认为汽车车厢只 作用于地面的平面运动。 _ -可编辑修改 - 2运动学分析 分析时,令车辆坐标系原点与汽车质心重合。首先确定汽车质心 的(绝对)加速度在车辆坐标系中的分量。 确定汽车质心的 (绝对)加速度在车辆坐标系的分量? 和? 。 Ox 与 Oy 为车辆坐标系的纵轴与横轴。质心速度?1 与 t 时刻在 Ox 轴上的分量为 u
3、,在 Oy 轴上的分量为 v。 2.1 沿 Ox 轴速度分量的变化为: 由于汽车转向行驶时伴有平移和转动,在t+t 时刻,车辆坐标 系中质心速度的大小与方向均发生变化,而车辆坐标系中的纵轴和横 轴亦发生变化,所以沿x 轴速度分量变化为: ()cos()sin coscossinsin uuuvv uuuvv _ -可编辑修改 - 考虑到很小并忽略二阶微量,上式变成 : u-v,除以t 并取 极限,便是汽车质心绝对加速度在车辆坐标系Ox 和 Oy 上的分量为 : 2.2 二自由度动力学方程 因此我们可以得出两自由度的基本操纵模型的运动方程: 由于假设侧片刚度在线性区域,所以Fy= -K(公式 2) 在单轨模型中,前轮的侧向速度为 vf=v+ar 后轮的侧向速度为 vr=v-br 当很小的时候,可以认为 tan 所以: () 1 ryfyr zryfyr m vuwFF I waFbF ; r XAXBU v AP Q BP R XU w ()() ()() 010 r zz z XAXBU YCXDU v XU w kkakbk u mumu A akbka kb k I uI u k m BCD ak I D=0; 得到的仿真结果如上图的阶跃响应结果一样,不再给出。 _ -可编辑修改 - Welcome To Download ! 欢迎您的下载,资料仅供参考!
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