汽车操纵稳定性仿真matlab

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1、word格式文档西安理工大学研究生课程论文/研究报告课程名称：车辆系统动力学控制与仿真课程代号：任课教师：傅卫平论文/研究报告题目：汽车操纵稳定性仿真完成日期：2010年8月12日学科：车辆工程学号：0908020287姓名：杨佳丽成绩：专业整理word格式文档汽车操纵稳定性仿真摘要：仿真技术日益广泛地应用于汽车工程领域，操纵稳定性研究越来越多地使用成熟的计算机仿真理论和高性能仿真软件进行分析研究，与辅助设计手段结合可直接指导和参与汽车设计参数的分析、优化与改进。本文在两自由度单轨操纵模型基础上，利用MATLAB对汽车的操纵动力学进行建模、仿真，并以别克轿

2、车和法拉利跑车为例进行性能对比分析，得出了对比图形和分析结果。关键词：MATLAB操纵动力学仿真SimulationofHandingStabilityofVehicleBasedonMatlabAbstract:Simulationiswidelyusedinvehicleengineering.Computersimulationtheoryandhigh-performancesimulationsoftwareismoreandmoreusedforanalysisandresearchinthestudyofHandingstability.An

3、ditalsoconbinedwithCADareusedincardesign，suchasparametersofanalysis，optimizationandimprovement.Inthispaper，wecancarryoutHandingDynamicsmodelingandcarryonsimulationonthebasisoftwodegreesoffreedomhandingdynamicmodel.Thentakebuickandferrariperformancecarsforexampleforanalysisandcompa

4、rative，thenobtainedcontrastgraphicsandanalysisresults.Keywords:MATLABHandingDynamicsmodelingSimulation专业整理word格式文档1前轮转向车辆的操纵性能计算机模型汽车匀速行驶时，只有沿y轴的侧向运动与绕z轴的横摆运动两个自由度。此外，汽车的侧向加速度限定在0.4g以内，轮胎侧偏特性处于线性范围。图1-1所示为一个由前后两个侧向弹性的轮胎支撑于地面、具有侧向及横摆运动的线性二自由度汽车模型，其运动方程为：（1）（2）式中、分别为汽车前、后轴的两个轮胎的侧向力合

5、力。图1-1前轮转向车辆的线性两自由度操纵模型单轨模型中，前轮的侧向速度为：（3）后轮的侧向速度为：专业整理word格式文档（4）当很小时有tan=，则在后轮为非转向轴的情况下，后轮侧偏角可近似线性地表示为：（5）由于前轮产生一个转向角，且定义顺时针方向为正，得：（6）则前轮侧偏角近似为：（7）根据已知的轮胎的侧偏刚度与侧偏角的大小，可知前后轮侧向力分别为：（8）（9）将式（5）、式（7）、式（8）和式（9）代人式（1）、式（2）中，可得：(10)式中，m为汽车质量；v为汽车侧向速度；r为横摆角速度；为恒定的汽车前进速度；、分别为前后轮胎侧偏刚度。将系统输

6、入（即转向输入）整理到方程右边，并以状态空间方程的形式表示，则得到系统的运动方程为：专业整理word格式文档（11）可将其转化为标准的状态空间方程形式：式中，；；；；状态矢量；输入矢量。专业整理word格式文档2仿真结果对比分析表2-1给出的两辆不同车型的参数，可对其操纵稳定性进行仿真分析。本文选用别克轿车和法拉利跑车，仿真分析的内容包括：1）时域分析：分析角阶跃输入下横摆角速度的时域响应。2）频域分析：分析不同频率正弦波输入下横摆角速度的频域响应。3）稳定性分析：作出根轨迹图，分析不同车速下系统特征值的变化。表2-1别克轿车和法拉利跑车模型参数参数符号单

7、位别克法拉利质量横摆转动惯量前轴到质心距离后轴到质心距离前轮侧偏刚度后轮侧偏刚度mabKgmmkN/radkN/rad204554281.4881.71277.8576.51100810311.2341.022117.44144.932.1时域分析在MATLAB中，建立前轮转角输入信号时间序列。系统输入U为转向盘转角输入，而非前轮转角。仿真中假设车辆行驶速度和转向系统传动比都恒定，分别为40m/s和45。当车辆以恒定速度直线行驶时，驾驶员突然给转向盘一个很小的角阶跃输入，即：（12）在MATLAB仿真中，根据已给的状态方程矩阵A、B、C、D和系统输入U（即

8、前轮转角）的时间序列信号，应用线性模拟函数语句，即lsim（A，B