車輛兩自由度操縱穩(wěn)定性simulink模型及分析.ppt

1、,1、假設(shè)車輛行駛在平然路面，即無垂向路面不平度輸入，因而可以忽略與行駛動(dòng)力學(xué)相關(guān)的垂向力影響以及耦合作用。 2、假設(shè)懸架系統(tǒng)在內(nèi)的車輛結(jié)構(gòu)是剛性的。 3、忽略轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響，直接以前輪轉(zhuǎn)角作為輸入。 4、忽略了空氣動(dòng)力。 5、車輛僅受到平衡狀態(tài)附近的小擾動(dòng)，即前輪輸入轉(zhuǎn)角足夠小，從而保證車輛運(yùn)動(dòng)方程為線性。 6、車輛前進(jìn)速度不變，而且前進(jìn)速度遠(yuǎn)大于側(cè)向速度。 7、定汽車 ay0.4g，輪胎側(cè)偏特性處于線性范圍。,兩輪汽車模型及車輛坐標(biāo)系 在上述假設(shè)下，汽車被簡(jiǎn)化為只有側(cè)向和橫擺兩個(gè)自由度的“自行車模型”。,微分方程推導(dǎo),分析時(shí)，令車輛坐標(biāo)系原點(diǎn)與汽車質(zhì)心重合。 首先確定汽車質(zhì)心的（絕對(duì)）加速

2、度在車輛坐標(biāo)系中的分量。,ox與oy為車輛坐標(biāo)系的橫軸和縱軸。質(zhì)心速度v1于時(shí)刻t在x軸上的分量為u，在y軸上的分量為v。由于汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)伴有平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，在t+t時(shí)刻，車輛坐標(biāo)系中質(zhì)心速度的大小與方向均發(fā)生變化，而車輛坐標(biāo)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(duì)加速度在車輛坐標(biāo)系ox和oy上的分量為：,因此我們可以得出兩自由度的基本操縱模型的運(yùn)動(dòng)方程,由于假設(shè)側(cè)片剛度在線性區(qū)域，所以Fy= -C（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(dāng)很小的時(shí)候，可以認(rèn)為tan 所以：,最后將公式2和公式3代入公式1可得系統(tǒng)微分方程為：,將轉(zhuǎn)向輸入f 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(yùn)動(dòng)方程為：,轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)空間方程為：,轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)空間方程為：,利用simulink進(jìn)行仿真,以狀態(tài)方程建立的的仿真圖