汽車(chē)動(dòng)力學(xué)_概述ppt課件VIP

.,汽車(chē)動(dòng)力學(xué)VehicleDynamics,張志飛重慶大學(xué)汽車(chē)工程系,.,汽車(chē)動(dòng)力學(xué)（30學(xué)時(shí)，2學(xué)分）,.,參考書(shū),喻凡，林逸編著汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005(德)ManfredMischeke著，陳蔭三等譯，汽車(chē)動(dòng)力學(xué)，清華大學(xué)出版社，2009(美)ThomsD著，趙六奇等譯，車(chē)輛動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，清華大學(xué)出版社，2006英DaveCrolla，喻凡著車(chē)輛動(dòng)力學(xué)及其控制北京：人民交通出版社，2004德H-P威魯麥特著車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模擬及其方法北京：北京理工大學(xué)出版社，1998(美)RajeshRajamani著，王國(guó)業(yè)等譯，車(chē)輛動(dòng)力學(xué)及控制，清華大學(xué)出版社，2011郭孔輝著汽車(chē)操縱系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)長(zhǎng)春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1993張洪欣編著汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1990余志生編著，汽車(chē)?yán)碚摚?版，機(jī)械工業(yè)出版社，2009其他相關(guān)論文資料,.,教學(xué)安排,分工如下：1、2章：徐中明/張志飛（3月11日7/8節(jié)）3周3章：羅虹（3月11、18、25日5/6節(jié)3-5周4章：舒紅宇（3月18、25日7/8節(jié)，4月1日5/6節(jié)）4-6周5、6章：賀巖松（4月1日7/8節(jié)，4月8日58節(jié)）6-7周7、8章：鄧兆祥、王攀（4月15日58節(jié)，22日5/6節(jié)）8-9周9章+考試：徐中明（4月22日7/8節(jié)，29日5/6節(jié)）9-10周考試：開(kāi)卷、筆試、限時(shí)(2h),.,章節(jié)主要內(nèi)容1：概述,1、汽車(chē)動(dòng)力學(xué)概述系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)概述歷史回顧研究?jī)?nèi)容和范圍汽車(chē)特性和設(shè)計(jì)方法汽車(chē)動(dòng)力學(xué)術(shù)語(yǔ)、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)汽車(chē)動(dòng)力學(xué)發(fā)展趨勢(shì)2、汽車(chē)動(dòng)力學(xué)建模方法動(dòng)力學(xué)方程的建立方法非完整系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法主講：徐中明，張志飛/2學(xué)時(shí),.,章節(jié)主要內(nèi)容2：汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ),汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)空氣的特性伯努利方程壓力分布和壓力系數(shù)實(shí)際氣流特性空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)汽車(chē)空氣阻力主講：羅虹/6學(xué)時(shí),.,章節(jié)主要內(nèi)容3：汽車(chē)縱向動(dòng)力學(xué),汽車(chē)縱向動(dòng)力學(xué)縱向動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力控制系統(tǒng)車(chē)輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)分析扭振系統(tǒng)的激振源扭振系統(tǒng)模型與分析動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的減震措施主講：舒紅宇/6學(xué)時(shí),.,章節(jié)主要內(nèi)容4：輪胎動(dòng)力學(xué)+操縱,5、充氣輪胎動(dòng)力學(xué)輪胎的功效、結(jié)構(gòu)與發(fā)展輪胎模型輪胎縱向力學(xué)特性輪胎垂向力學(xué)特性輪胎側(cè)向力學(xué)特性汽車(chē)橫向動(dòng)力學(xué)二自由度操縱模型6、考慮車(chē)身側(cè)傾的3自由度運(yùn)動(dòng)模型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)振動(dòng)分析4輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主講：賀巖松/6學(xué)時(shí),.,章節(jié)主要內(nèi)容5：垂向動(dòng)力學(xué),7、汽車(chē)垂向動(dòng)力學(xué)路面輸入及其模型路面測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)處理路面輸入模型特殊路面輸入人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)與平順性標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)振動(dòng)模型8、智能懸架系統(tǒng)車(chē)身高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)自適應(yīng)阻尼調(diào)節(jié)系統(tǒng)可切換阻尼系統(tǒng)全主動(dòng)系統(tǒng)有限帶寬主動(dòng)系統(tǒng)連續(xù)可變阻尼的半主動(dòng)懸架各類(lèi)懸架系統(tǒng)的性能比較主動(dòng)懸架控制算法介紹主講：鄧兆祥、王攀/6學(xué)時(shí),.,章節(jié)主要內(nèi)容7：動(dòng)力學(xué)分析方法,9、計(jì)算機(jī)建模與仿真汽車(chē)動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法與軟件基于MATLAB的汽車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真應(yīng)用ADAMS軟件的多體動(dòng)力學(xué)分析主講：徐中明/2學(xué)時(shí),.,系統(tǒng)（汽車(chē)是一個(gè)系統(tǒng)）,“系統(tǒng)”含義很廣，因此對(duì)系統(tǒng)的定義很多錢(qián)學(xué)森：“把極其復(fù)雜的研究對(duì)象稱(chēng)為系統(tǒng)，即由相互作用和相互依賴(lài)的若干組成部分結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體，而且這個(gè)系統(tǒng)本身又是它所從屬的一個(gè)更大系統(tǒng)的組成部分”。美國(guó)學(xué)者緒方勝?gòu)合到y(tǒng)是一些元件的組合，這些元件共同作用以完成給定的任務(wù)。,.,美國(guó)著名學(xué)者緒方勝?gòu)合到y(tǒng)是一些元件的組合，這些元件共同作用以完成給定的任務(wù)。元件是系統(tǒng)單個(gè)作用的單元。不局限于某一物理現(xiàn)象時(shí)系統(tǒng)的概念可以擴(kuò)展到任何動(dòng)態(tài)的現(xiàn)象，如國(guó)家經(jīng)濟(jì)、交通運(yùn)輸、人口增長(zhǎng)、生態(tài)學(xué)等方面遇到的這些現(xiàn)象。在實(shí)際的大千世界中，存在著許多由一組物件構(gòu)成，以一定規(guī)律相互聯(lián)系起來(lái)的實(shí)體，這就是系統(tǒng)。自然界就有太陽(yáng)系、銀河系這樣的大系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是脫離人的影響而自然存在，稱(chēng)為自然系統(tǒng)，生物、原于內(nèi)部也構(gòu)成這樣的自然系統(tǒng)。通過(guò)人的設(shè)計(jì)而形成的系統(tǒng)，稱(chēng)為人工系統(tǒng)，如生產(chǎn)系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)、通信系統(tǒng)；人工組合和自然合成的組合系統(tǒng)，如導(dǎo)航系統(tǒng)。車(chē)輛動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)屬于人工的物理系統(tǒng)。,系統(tǒng),.,系統(tǒng)的特點(diǎn),一、層次性系統(tǒng)是由兩個(gè)以上(或更多)元素(或稱(chēng)元件)組成的事物。一個(gè)大系統(tǒng)往往可分成幾個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)是由更小的子系統(tǒng)(稱(chēng)二級(jí)系統(tǒng))構(gòu)成。每個(gè)子系統(tǒng)或小系統(tǒng)都有自己的屬性，以便和其它系統(tǒng)加以區(qū)別。所以如果將大系統(tǒng)分解，可以形成很多層次的結(jié)構(gòu)。二、整體性系統(tǒng)雖由多種元素組成，但系統(tǒng)的性能不是各元素性能的簡(jiǎn)單的組合，而是相互影響的，所以這種組合使系統(tǒng)的整體功能獲得新的內(nèi)容，具有更高價(jià)值，例如一輛車(chē)輛是由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、車(chē)輪、車(chē)身、操縱系等組成。單有發(fā)動(dòng)機(jī)只能發(fā)出動(dòng)力，不會(huì)自己行走，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)裝在具有車(chē)輪的車(chē)輛底盤(pán)上，就成為可以行駛的車(chē)輛，成為一種交通運(yùn)輸工具，其功能就與一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)大不相同?？梢?jiàn)，研究系統(tǒng)特性應(yīng)從整體的觀點(diǎn)來(lái)看。系統(tǒng)的性能是由其整體性能為代表，而不是由某一個(gè)元素所能代表的。,.,三、目的性這主要是指人工設(shè)計(jì)的系統(tǒng)面言。系統(tǒng)的目的性是指人工系統(tǒng)是為某一個(gè)大目的而構(gòu)成。目的不同，系統(tǒng)的構(gòu)成也就不同，例如貨車(chē)就是為運(yùn)輸貨物這一目的而構(gòu)成，它必須有貨廂以裝載貨物；而客車(chē)則是為運(yùn)輸乘客面設(shè)計(jì)，因此其車(chē)內(nèi)必有供乘客使用的客廂和座椅，而運(yùn)貨設(shè)備就退居次位(行李箱或行李架)或甚至取消。所以在設(shè)計(jì)中必須研究系統(tǒng)整體目的，才能正確選擇各元素的構(gòu)成。四、功能共性系統(tǒng)中存在著物質(zhì)、能量和信息的流動(dòng)，并與外界(環(huán)境)進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交流，即可以從外界環(huán)境輸入或向外界輸出物質(zhì)、能量和信息。這是任何一個(gè)系統(tǒng)都具有的功能，稱(chēng)為系統(tǒng)功能共性。如車(chē)輛系統(tǒng)中由于燃料(物質(zhì))的燃燒而把所儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)換為車(chē)輛的動(dòng)能，這是能量的流動(dòng)，并生成廢氣排出。而在行駛過(guò)程中，駕駛員從環(huán)境(道路及車(chē)流密度)得到信息，加以判斷，然后發(fā)出必要的指示信息，以保證車(chē)輛合理、安全的運(yùn)動(dòng)，這就是信息的流動(dòng)。,系統(tǒng)的特點(diǎn),.,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué),緒方勝?gòu)┰谒南到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)一書(shū)中將系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)定義:“討論動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和響應(yīng)的學(xué)科”。,當(dāng)系統(tǒng)處于靜態(tài)工況時(shí)，即當(dāng)系統(tǒng)各變量對(duì)時(shí)間保持恒定時(shí)，稱(chēng)為靜態(tài)系統(tǒng)。嚴(yán)格意義上講，真正的靜態(tài)系統(tǒng)是沒(méi)有的，系統(tǒng)中總是會(huì)有緩慢的變化，而且根據(jù)靜態(tài)分析結(jié)果來(lái)判斷系統(tǒng)特性將會(huì)得到不全面或錯(cuò)誤的結(jié)論，所以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)象放在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)上。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的行為是隨時(shí)間變化的，是時(shí)間的函數(shù)，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析比靜態(tài)分析更為復(fù)雜，但更為必要，因?yàn)樵趧?dòng)態(tài)的分析中可以考慮到許多外部干擾或者不穩(wěn)定性。系統(tǒng)與外界環(huán)境存在著物質(zhì)、能量和信息的交流，從環(huán)境向系統(tǒng)的流動(dòng)稱(chēng)為系統(tǒng)的輸入，從系統(tǒng)向環(huán)境的流動(dòng)稱(chēng)為系統(tǒng)的輸出，它可以用框圖的形式來(lái)表示。,.,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究中的三種不同研究任務(wù)：已知輸入，要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特性，使得它的輸出滿(mǎn)足一定的要求，這樣的任務(wù)可以稱(chēng)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)(或系統(tǒng)綜合)。已知輸入和輸出，要求研究系統(tǒng)的特性，這樣的研究任務(wù)叫系統(tǒng)識(shí)別。例如要求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)保系統(tǒng)的優(yōu)劣作出判斷，可以一方面了解其燃料、潤(rùn)滑油等輸入因素，另一方面采集排出的廢氣和煙、塵，了解其輸出特性，根據(jù)這兩者的對(duì)比，就可以識(shí)別它的環(huán)保系統(tǒng)特性。已知系統(tǒng)的特性和輸出，要求研究輸入則稱(chēng)為環(huán)境預(yù)測(cè)。如對(duì)一振動(dòng)特性已知的車(chē)輛，測(cè)定它在某一路面上行駛時(shí)所得振動(dòng)響應(yīng)值(如車(chē)身上的振動(dòng)加速度)，則可判斷路面對(duì)車(chē)輛的輸入特性，從而了解到路面的不平整特性。,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué),.,汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué),汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)：把車(chē)輛看作是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，對(duì)其行為進(jìn)行研究，討論其數(shù)學(xué)模型和響應(yīng)。車(chē)輛動(dòng)態(tài)特性早期曾在車(chē)輛動(dòng)力學(xué)中研究過(guò)。經(jīng)典的車(chē)輛動(dòng)力學(xué)主要研究一輛車(chē)輛受到各種力時(shí)其相互作用和由此產(chǎn)生的各種動(dòng)態(tài)工況，并討論這些動(dòng)態(tài)工況及其變化對(duì)使用性能的影響。不足之處是討論的外界力都是理想化了的，模型也過(guò)于簡(jiǎn)單。而車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)也研究車(chē)輛的受力與運(yùn)動(dòng)，但把車(chē)輛看作置于真實(shí)環(huán)境中的一個(gè)系統(tǒng)，并研究環(huán)境，如路面不平整度、土壤物理性質(zhì)、車(chē)密度、氣流及風(fēng)向?qū)?chē)輛系統(tǒng)的作用，把它們看作是系統(tǒng)的輸入，而把車(chē)輛系統(tǒng)對(duì)這些輸入的響應(yīng)看作是輸出。為了確定輸入與輸出之間的關(guān)系就要研究由車(chē)輛結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)所決定的傳遞特性，亦稱(chēng)動(dòng)態(tài)特性，并使這種動(dòng)態(tài)特性適應(yīng)預(yù)定的要求。,.,車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué),系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與經(jīng)典動(dòng)力學(xué)不同之處就在于：系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)要對(duì)系統(tǒng)所處環(huán)境進(jìn)行研究，并找出其特性，如路面不平整特性、空氣動(dòng)力特性等即是，在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)在真實(shí)環(huán)境下進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，這是第一點(diǎn)不同。車(chē)輛作為一種現(xiàn)代化的交通運(yùn)輸工具，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，功能不斷擴(kuò)大，社會(huì)保有量激增，車(chē)速日益不斷提高，在高速工況下對(duì)車(chē)輛的操作和控制的要求也越來(lái)越嚴(yán)，因?yàn)樵诟咚偾闆r下，駕駛員稍有不慎，車(chē)輛將偏離預(yù)定行駛軌跡，“差之毫厘，失之千里”，很容易引起交通事故，所以要求車(chē)輛的可控性幾乎和一個(gè)控制系統(tǒng)的要求一樣。因此，在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中把車(chē)輛看成是控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行分析，這是與經(jīng)典車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的第二個(gè)不同點(diǎn)。動(dòng)力、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、主動(dòng)半主動(dòng)式懸架系統(tǒng)、電子防抱系統(tǒng)等都是比較典型的控制系統(tǒng)，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論來(lái)研究其系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。,.,車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué),車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的第三個(gè)特點(diǎn)是把駕駛員作為一個(gè)主動(dòng)因素考慮到車(chē)輛系統(tǒng)中去組成一個(gè)人一車(chē)系統(tǒng)來(lái)加以研究。在此基礎(chǔ)上，將要利用人體工程學(xué)(工效學(xué))的知識(shí)來(lái)研究車(chē)輛系統(tǒng)的工程技術(shù)設(shè)計(jì)如何適應(yīng)于人的作用，從而使系統(tǒng)工作效能最高。車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的第四個(gè)特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，研究系統(tǒng)間的相互作用。眾所周知，車(chē)輛可分成若干個(gè)子系統(tǒng)，如傳動(dòng)系、轉(zhuǎn)向系、懸架系等。這些系統(tǒng)在車(chē)輛運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是相互影響、相互制約的，但在經(jīng)典動(dòng)力學(xué)中，這方面的研究和闡述較少，往往孤立地單獨(dú)地研究各子系統(tǒng)性能，而系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)不僅研究以上內(nèi)容，而且逐步揭開(kāi)了這些子系統(tǒng)間的內(nèi)在聯(lián)系和相互作用。例如：輪胎與轉(zhuǎn)向系、輪胎與制動(dòng)系、懸架系性能之間的密切關(guān)系。懸架系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系對(duì)轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系性能的影響；傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和懸架系的振動(dòng)之間也有相互作用。,.,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn)就在于主動(dòng)地尋求和探索各系統(tǒng)自身和別的系統(tǒng)之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，以便在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)或解決本系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí)，能站在整體的高度，考慮各子系統(tǒng)間的相互作用，處理好所出現(xiàn)的矛盾，達(dá)到整體最佳的目的。,.,汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容,汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容歸納為以下四個(gè)方面：路面特性分析、環(huán)境分析及環(huán)境與路面對(duì)車(chē)輛的作用；車(chē)輛系統(tǒng)及其部件的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)及車(chē)輛內(nèi)部子系統(tǒng)的相互作用；車(chē)輛系統(tǒng)最佳控制和最佳使用；人一車(chē)系統(tǒng)的相互匹配和模型研究，駕駛員模型，以使車(chē)輛的工程技術(shù)設(shè)計(jì)適合于人的使用，從而使人一車(chē)系統(tǒng)對(duì)工作效率最高。,.,汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究方法,解決任何一個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題的首要步驟就是把實(shí)際問(wèn)題抽象，并轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)化的模型。抽象是通過(guò)一種思維去分出現(xiàn)象的本質(zhì)而抽出其中非本質(zhì)的和次要的性質(zhì)的一種邏輯方法。一位哲學(xué)家說(shuō)過(guò)：“物質(zhì)的抽象、自然規(guī)律的抽象、價(jià)值的抽象以及其它等等，一句話(huà)，一切科學(xué)自的抽象，都更深刻、更正確、更完全地反映著自然?！彼晕覀儽仨殞W(xué)會(huì)科學(xué)的抽象方法，才能正確處理系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的各種課題。在抽象的基礎(chǔ)上就要建立表達(dá)系統(tǒng)行為的物理或數(shù)學(xué)的模式，這就是所謂的物理模型和數(shù)學(xué)模型。模型也可以定義如下：模型是一種過(guò)程或行為的定量或定性代表，它應(yīng)能顯示對(duì)所考慮目標(biāo)具有決定性意義的后果。,.,模型的分類(lèi),一、比例的物理模型模型和實(shí)物的物理本質(zhì)相同，僅在形狀和尺寸上有差別。尺寸比例為1：1的，即稱(chēng)為足尺模型，如撞車(chē)試驗(yàn)中車(chē)輛模型。按比例縮小的，即稱(chēng)為縮尺模型，如風(fēng)洞試驗(yàn)中的車(chē)輛模型，用以預(yù)測(cè)空氣動(dòng)力學(xué)性能；土木工程中的結(jié)構(gòu)模型；光彈分析中金屬零件的塑料模型以及電路設(shè)計(jì)中的電路板模型等。模型即使尺寸與原物相同也只能稱(chēng)模擬，因?yàn)樗诮Y(jié)構(gòu)上進(jìn)行了簡(jiǎn)化，只對(duì)研究中主要特征按原型制造，而其它部分加以簡(jiǎn)化，以利于制造并節(jié)省成本，突出主要矛盾。其優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)觀察到整體的物理性能，并能做種種記錄、攝影等，且能消除一些次要因素的干擾，故能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)系統(tǒng)的性能和參數(shù)間的關(guān)系。,.,二、數(shù)學(xué)等效模型在工程上發(fā)展不同物理系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)行為的數(shù)學(xué)形式卻是相同的。不同系統(tǒng)的行為可用等效的常系數(shù)微分方程來(lái)描繪。這就使我們可能用一種系統(tǒng)來(lái)模擬另一系統(tǒng)，如用電路系統(tǒng)模擬機(jī)械系統(tǒng)，這就是數(shù)學(xué)等效模型。,.,三、數(shù)學(xué)模型這種模型比實(shí)物模型、模擬模型更為抽象，但是在實(shí)物和數(shù)學(xué)模型間存在很強(qiáng)的相似性，它建立了一組法則或運(yùn)算，從而將一個(gè)或多個(gè)元素(運(yùn)算對(duì)象)與運(yùn)動(dòng)結(jié)果聯(lián)系起來(lái)。這種數(shù)學(xué)模型有多種表示方式：各種數(shù)學(xué)方程式(代數(shù)方程、微分方程、差分方程等)。這些方程式形式服從于研究的對(duì)象和目的。其動(dòng)態(tài)特性和響應(yīng)常用微分方程組表示。用數(shù)字與邏輯符號(hào)建立符號(hào)模型-方塊圖反映信息傳遞的因果關(guān)系。用能量鍵、功率流建立模型。這種方法是利用相互作用的子系統(tǒng)必然傳遞功率這一事實(shí)，使各種結(jié)構(gòu)不同（機(jī)械、電力、液壓）的描述統(tǒng)一起來(lái)。,.,建立數(shù)學(xué)模型后，經(jīng)常遇到的一個(gè)問(wèn)題就是求響應(yīng)的問(wèn)題，求解方法：用解析法求解，只能解自由度較少的系統(tǒng)，且對(duì)非線性系統(tǒng)，只能求近似值。用數(shù)值法或定值法求解，應(yīng)用計(jì)算機(jī)后可用來(lái)處理復(fù)雜系統(tǒng)的近似解，對(duì)非線性系統(tǒng)雖說(shuō)有誤差，但精度符合工程要求。,.,研究車(chē)輛系統(tǒng)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)的力學(xué)模型建立之后，正確地確定描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程就成為首要任務(wù)?？梢杂貌煌牧W(xué)原理來(lái)建立這類(lèi)方程，而視系統(tǒng)簡(jiǎn)化程度而異，對(duì)于單自由度、兩自由度、或某些簡(jiǎn)單類(lèi)型的多自由度振動(dòng)問(wèn)題，可以使用牛頓定律、達(dá)朗貝爾原理、動(dòng)量定理或動(dòng)量矩定理，就能建立起振動(dòng)微分方程或方程組。對(duì)于一般的多自由度系統(tǒng)，特別是復(fù)雜的多自由度系統(tǒng)，則往往應(yīng)用分析力學(xué)的方法。分析力學(xué)是從能動(dòng)量觀點(diǎn)建立起來(lái)的，它利用廣義坐標(biāo)作為獨(dú)立參數(shù)來(lái)描述系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。另一方面應(yīng)用達(dá)朗貝爾原理將靜力學(xué)中的虛位移原理推廣到動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中去，從而建立動(dòng)力學(xué)普遍方程式，由此出發(fā)推導(dǎo)出可廣泛應(yīng)用的拉格朗日(Lagrange)方程來(lái)建立系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程。用分析力學(xué)的方法可以較嚴(yán)格地闡明有限自由度體系振動(dòng)的普遍規(guī)律和計(jì)算方法，而且所得的規(guī)律可推廣于無(wú)限自由度體系。這是它的很大的優(yōu)點(diǎn)。但是它也有缺點(diǎn)，那就是由于它所研究的對(duì)象具有普遍性，因而比較抽象，物理概念不那么直接。與此相反，由于用經(jīng)典力學(xué)方法研究的對(duì)象比較簡(jiǎn)單，因而具有概念清楚，容易計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)。這兩種方法在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中分別都得到應(yīng)用。,.,線性系統(tǒng)理論和現(xiàn)代控制系統(tǒng)理論是車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的另一重要理論基礎(chǔ)。過(guò)去研究車(chē)輛動(dòng)力學(xué)沒(méi)有考慮環(huán)境和人的因素，而系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在研究車(chē)輛時(shí)也研究環(huán)境及其影響，研究人對(duì)車(chē)輛的作用，故實(shí)際上把它們組合成為地面-車(chē)輛-人這樣一個(gè)系統(tǒng)來(lái)加以研究。研究系統(tǒng)在給定輸入下的響應(yīng)，如果把人的控制考慮在內(nèi)，則就形成一個(gè)帶反饋的閉路控制系統(tǒng)，但是由于輸入往往是瞬息萬(wàn)變的，單靠人力控制不很完善，因此必須在系統(tǒng)中裝有調(diào)節(jié)裝置或控制裝置，它們往往是自動(dòng)或半自動(dòng)的裝置。沒(méi)有系統(tǒng)分析的知識(shí)和現(xiàn)代控制理論的指導(dǎo)，設(shè)計(jì)師就不能對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性作出科學(xué)的分析，也就不能設(shè)計(jì)出能保證最佳性能的控制設(shè)備。所以應(yīng)該把系統(tǒng)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)和現(xiàn)代控制理論(包括最優(yōu)控制理論)作為系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的重要的基礎(chǔ)理論。,.,車(chē)輛作為系統(tǒng)經(jīng)常受到地面作用，新發(fā)展的車(chē)輛地面力學(xué)對(duì)研究地面(硬、軟)與車(chē)輛相互作用起了很大作用。車(chē)輛駛過(guò)的道路不平度是隨機(jī)的，道路不平度的輸入使車(chē)輛系統(tǒng)的響應(yīng)也是隨機(jī)的，因而現(xiàn)在研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和輸出必須采用統(tǒng)計(jì)規(guī)律。所以概率論及其分支隨機(jī)過(guò)程是研究這一課題的有力工具，必須具備這方面的知識(shí)。而人體工程學(xué)則是研究車(chē)輛-人系統(tǒng)的一項(xiàng)十分有用的基礎(chǔ)理論，這項(xiàng)學(xué)科的研究對(duì)象是工程技術(shù)設(shè)計(jì)中與人體有關(guān)的問(wèn)題。目的是解決工程技術(shù)設(shè)計(jì)如何與人體的各種要求相適應(yīng)，從而使人機(jī)系統(tǒng)工作效能達(dá)到最高。所以它也應(yīng)列為車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論基礎(chǔ)之一。,.,車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容歸納為以下四個(gè)方面：路面特性分析、環(huán)境分析及環(huán)境與路面對(duì)車(chē)輛的作用；車(chē)輛系統(tǒng)及其部件的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)及車(chē)輛內(nèi)部子系統(tǒng)的相互作用；車(chē)輛系統(tǒng)最佳控制和最佳使用；人一車(chē)系統(tǒng)的相互匹配和模型研究，駕駛員模型，以使車(chē)輛的工程技術(shù)設(shè)計(jì)適合于人的使用，從而使人一車(chē)系統(tǒng)對(duì)工作效率最高。車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究方法抽象成物理模型、數(shù)學(xué)模型分析力學(xué)、達(dá)朗貝爾原理（虛位移）控制理論、概率論及隨機(jī)過(guò)程、人體工程學(xué),.,第一章車(chē)輛動(dòng)力學(xué)概述,根據(jù)Segel的階段劃分對(duì)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)早期成就的總結(jié)階段一(到20世紀(jì)30年代初期)對(duì)車(chē)輛動(dòng)態(tài)性能的經(jīng)驗(yàn)性的觀察開(kāi)始注意到車(chē)輪擺振的問(wèn)題認(rèn)識(shí)到乘坐舒適性是車(chē)輛性能的個(gè)重要方面階段二(從20世紀(jì)30年代初期到1952年)了解了簡(jiǎn)單的輪胎力學(xué)，給出了輪胎側(cè)偏角的定義定義了不足轉(zhuǎn)向和過(guò)度轉(zhuǎn)向?qū)?chē)輛的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性有所了解建立了簡(jiǎn)單的兩自由度操縱動(dòng)力學(xué)方程開(kāi)始進(jìn)行有關(guān)平順性的試驗(yàn)研究,建立了K2試驗(yàn)臺(tái),提出“平穩(wěn)行駛”概念引入了前獨(dú)立懸架,.,階段三、(1952車(chē)以后)；通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果分析和建模，加深了對(duì)輪胎特性的了解在兩自由度操縱模型基礎(chǔ)上，建立了考慮車(chē)身側(cè)傾的三自由度操縱動(dòng)力學(xué)方程擴(kuò)展了對(duì)操縱動(dòng)力學(xué)的分析，包括穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性分析開(kāi)始采用隨機(jī)振動(dòng)理論對(duì)平順性進(jìn)行性能預(yù)測(cè),.,.,.,研究?jī)?nèi)容和范圍,車(chē)輛動(dòng)力