基于Simulink的車輛兩自由度操縱穩(wěn)定性模型

1、基于Simulink的車輛兩自由度操縱穩(wěn)定性模型汽車操縱穩(wěn)定性是汽車高速安全行駛的生命線，是汽車主動安全性的重要因素之一；汽車操縱穩(wěn)定性一直汽車整車性能研究領(lǐng)域的重要課題。本文采用MATLAB仿真建立了汽車二自由度動力學模型，通過仿真分析了不同車速、不同質(zhì)量和不同側(cè)偏剛度對汽車操縱穩(wěn)定性的影響。研究表明，降低汽車行駛速度，增加前后輪側(cè)偏剛度和減小汽車質(zhì)量可以減小質(zhì)心側(cè)偏角，使固有圓頻率增加降低行駛車速還可以使阻尼比增加，超調(diào)量及穩(wěn)定時間減少。車輛操縱穩(wěn)定性評價主要有客觀評價和主觀評價倆種方法?？陀^評價是通過標準實驗得到汽車狀態(tài)量，再計算汽車操縱穩(wěn)定性的評價指標，這可通過實車實驗和模擬仿真完成，

2、在車輛開發(fā)初期可通過車輛動力仿真進行車輛操縱穩(wěn)定性研究。1二自由度汽車模型 為了便于掌握操縱穩(wěn)定性的基本特性，對汽車簡化為線性二自由度的汽車模型，忽略轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響，直接一前輪轉(zhuǎn)角作為輸入；忽略懸架的作用，認為汽車車廂只作用于地面的平面運動。2運動學分析分析時，令車輛坐標系原點與汽車質(zhì)心重合。首先確定汽車質(zhì)心的（絕對）加速度在車輛坐標系中的分量。確定汽車質(zhì)心的（絕對）加速度在車輛坐標系的分量𝑎𝑥和𝑎𝑦。Ox與Oy為車輛坐標系的縱軸與橫軸。質(zhì)心速度𝑣1與t時刻在Ox軸上的分量為u，在Oy軸上的分量為v。2.

3、1 沿Ox軸速度分量的變化為：由于汽車轉(zhuǎn)向行駛時伴有平移和轉(zhuǎn)動，在t+t時刻，車輛坐標系中質(zhì)心速度的大小與方向均發(fā)生變化，而車輛坐標系中的縱軸和橫軸亦發(fā)生變化，所以沿x軸速度分量變化為：考慮到很小并忽略二階微量，上式變成:u-v，除以t并取極限，便是汽車質(zhì)心絕對加速度在車輛坐標系Ox和Oy上的分量為:2.2 二自由度動力學方程因此我們可以得出兩自由度的基本操縱模型的運動方程:由于假設(shè)側(cè)片剛度在線性區(qū)域，所以Fy= -K（公式2）在單軌模型中，前輪的側(cè)向速度為vf=v+ar后輪的側(cè)向速度為vr=v-br當很小的時候，可以認為tan所以：將轉(zhuǎn)向輸入作為系統(tǒng)的輸入放在方程右邊，并以狀態(tài)空間方程的形式來表示，則可得到系統(tǒng)的運動方程為:2.3 轉(zhuǎn)化成標準的狀態(tài)空間方程轉(zhuǎn)化為標準的狀態(tài)空間方程為：M文件定義的參數(shù)值Simulink模型二自由度汽車Simulink模型橫擺角速度階躍響應2.4以狀態(tài)方程建立的仿真圖A=-