謝鵬飛MicrosoftOfficePowerPoint演示文稿

汽車操縱穩(wěn)定性瞬態(tài)響應(yīng)

評(píng)價(jià)仿真

姓名：謝鵬飛專業(yè)：交通運(yùn)輸指導(dǎo)老師：黃曉鵬汽車的操縱穩(wěn)定性

需了解的基礎(chǔ)知識(shí)汽車模型對(duì)前輪角輸入的響應(yīng)汽車操縱穩(wěn)定性瞬態(tài)響應(yīng)實(shí)例仿真結(jié)論1汽車的操縱穩(wěn)定性

汽車的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者不感到過分緊張、疲勞的

情況下，汽車能遵循駕駛者通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向車輪給定

的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時(shí)，汽車能抵抗干擾而保

持穩(wěn)定行駛的能力。

汽車的操縱穩(wěn)定性是汽車主動(dòng)安全性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。2需要了解的基礎(chǔ)知識(shí)

MATLAB用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。傅氏變換是為簡(jiǎn)化計(jì)算而建立的實(shí)變量函數(shù)和復(fù)變量函數(shù)間的一種函數(shù)變換。對(duì)一個(gè)實(shí)變量函數(shù)作拉普拉斯變換，并在復(fù)數(shù)域中作各種運(yùn)算，再將運(yùn)算結(jié)果作拉普拉斯反變換來求得實(shí)數(shù)域中的相應(yīng)結(jié)果。

質(zhì)心側(cè)偏角3汽車模型對(duì)前輪角輸入的響應(yīng)建立線性二自汽車模型由度u1與x軸的夾角側(cè)偏角3.1運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

確定汽車質(zhì)心（絕對(duì)）加速度在車輛坐標(biāo)系的分量ox和oy。沿Ox軸速度分量的變化為利用固結(jié)于汽車的車輛坐標(biāo)系分析汽車運(yùn)動(dòng)

考慮到很小并忽略二階微量，上式可變?yōu)?/p>

上式除以Δt并取極限得同理可得

3.2二自由度汽車動(dòng)力學(xué)分析考慮到δ角較小二自由度汽車模型由于

整理后得二自由度汽車運(yùn)動(dòng)微分方程式。3.3轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下橫擺角速度瞬態(tài)響應(yīng)二自由度汽車運(yùn)動(dòng)微分方程式（2）（1）由式（2）得求導(dǎo)后得代入式（1）得將上式寫成以為變量的形式對(duì)上式進(jìn)行拉氏變換可得

經(jīng)過整理得

上式看成控制系統(tǒng)中的系統(tǒng)傳遞函數(shù)，即可將汽車看成一個(gè)開環(huán)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角δ為輸入激勵(lì)，汽車橫擺角速度

為輸出響應(yīng)。4汽車操作穩(wěn)定性瞬態(tài)響應(yīng)實(shí)例仿真4.1直接利用simulink中的傳遞函數(shù)模塊進(jìn)行兩輪汽車simulink仿真模型結(jié)論：從圖上可以看出橫擺角速度曲線是單調(diào)上升的，沒有出現(xiàn)超調(diào)和振蕩，6s后二自由度汽車系統(tǒng)保持的非常穩(wěn)定。2023/1/15角階躍輸入后得輸出響應(yīng)曲線4.2利用微分方程進(jìn)行仿真兩輪汽車系統(tǒng)的角階躍響應(yīng)2023/1/15不同阻尼比對(duì)系統(tǒng)角階躍的影響4.2利用微分方程進(jìn)行仿真具體程序如下：

w=0.1:0.1:10;freqs(num,den,w);數(shù)學(xué)模型傳遞函數(shù)得頻率響應(yīng)特性幅頻特性反應(yīng)了駕駛員以不同頻率輸入指令時(shí)，汽車執(zhí)行駕駛員指令失真的程度。相頻特性反應(yīng)了汽車橫擺角速度滯后于轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的失真程度。5結(jié)論

本文在研究汽車操縱穩(wěn)定性瞬態(tài)響應(yīng)評(píng)價(jià)仿真時(shí)，采用最具有代表性的試驗(yàn)方法-轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍試驗(yàn)以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)應(yīng)用機(jī)械系統(tǒng)仿真分析軟件MATLAB，建立二自由度汽車模型的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)直接利用simulink中的傳遞函數(shù)模塊進(jìn)行和利用微分方程兩種方法進(jìn)行仿真得到，通過不同的的阻尼比，經(jīng)過仿真分析得到，隨著阻尼比ζ增加，系統(tǒng)響應(yīng)越來越快，超調(diào)量越小，最終都收斂于穩(wěn)態(tài)值。通過和實(shí)車對(duì)比，該仿真模型可以正確的反映汽車操縱穩(wěn)定性的基本性能，驗(yàn)證了模型的正確性，可以用于工程分析，有很高的工程精度，可以用該模型對(duì)該車其他進(jìn)行試驗(yàn)仿真分析。證明了MATLAB仿真模型汽車操縱穩(wěn)定性與實(shí)際車輛的特征有較好的相似性，為汽車性能設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了一定