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《Matlab下的国产大客车操纵稳定性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、MatlabTB3S产穴剣客东鸟建(长安大学汽车学院，陕西西安710064)【摘要】描述了四自由度大客车操纵稳定性模型，在Matlab/Simdink环境下进行了仿真和模型验证,使用模型研究的方法，通过算例研究了车身质心位置对大客车高速操纵稳定性的影响。[关■词]模型:操纵稳定性；Matlab；幅频特性随着中国交通运输业的迅速发展，国产客车越来越受到人们的重视，对国产客车高速操稳性的研究也越来越深入。现在，在试验之外，通过模型进行仿真已成为广大研究者常用的研究方法，Matlab作为一种功能强大的软件，具有良好的仿真环境,在客车操纵稳定性的建
2、模和研究中有发挥着巨大的作用。在MATLB/Simulink环境下对国产大客车四自由度操稳性力学模型建立仿真模型，并对模型进行了验证。另外，从客车系统模型出发,以系统的幅频特性研究操纵稳定性，通过实例对客车重心的高低对操纵稳定性的影响进行了研究。itil1车辆力学模型采用的力学模型为四自由度模型，其中，侧倾运动、垂直振动和纵向加速度等通过轮胎载荷变化对横摆角速度等水平面内的运动产生影响。相对坐标系固定在汽车的非悬挂质量上，以与大客车车身质心力矩中心⑷重合的点为坐标原点0,绝对坐标系固定在地面上，如图1所示。驾驶员的输入角度为6,在底盘质心点
3、处的输入速度为匕质心侧偏角0和前后轮的侧偏角为51、為。(1)对整车工匚*Mt[V-(y+/3)]-h畔•-~丫厶・夕+厶•(鋼+4&)(2)对悬挂系统侧倾力矩中心有丫腌-Mt*[V{p+y)-•y]・h寸+・g・©・鳩-M,•-了?・艺甌=+Y孔」+x牙耳心・cos8!-x•cos82(3)对车身的侧倾中心有在模型中，对侧向力的计算精度要求较高，因此采用G・Gim在1990年提出的理论模型⑷。在研究中•138・式中(1)(2)(3)(4)(5)轮胎处于纯滚动状态时，前轮和后轮（等效）侧偏角分别为凸和§2,前左和前右，后左和后右轮胎的垂直载
4、荷分别为%£卉和氐。2MATLAB/Simulmk环境下仿真和模型验证在simulink环境下根据式（1）~式（6）建立大客车四自由度仿真模型，以大客车的速度和转向盘转角为输入，横摆角速度、侧向加速度和车身侧倾角为输出。在Simulink下简化模型如图20III52186421^0000oooooo”2'10.51111.51212.51313.51414.5时间％•侧向加追度比整1U■■■■1-0,01•血—11■—”410.51111.51212.51313.514145时间"b•车身開倾角比较0、«凰瑟*册3转向盘阶跌响应图2中:th
5、为转向盘输入角;Bta为车身侧偏角;ft为车身侧倾角;町为车身侧向加速度山为车身横摆角速度,Subsysteml为动力学方程组联立框图,整个模型名为nome_mo（l。在验证模型时，以转向盘阶跃输入试验的测最值为参照，通过对比相同输入下模型的仿真结果来验证模型。试验车为陕西汽车制造总厂生的产SX6120A型豪华大客车，该车满载质量为16000kg（前轴6000kg,后轴10000kg）,轴距6100mm,轮胎型号11R22.5-16。通过参数和模型验证可以看出，在汽车正常行驶（试验条件不变）时基本上所有的试验值曲线和仿真结果曲线都有相同的变
6、化趋势，在运动变化不剧烈时曲线吻合得很好。图3为稳态响应试验实车和仿真结果的比较图（车速为18.665mA、转向盘转角为60。），实线为试验值曲线，虚线为模型值曲线，点画线为试验值平移值。■D021(■■*~j~•—-~—10,51111.51212.51313.51414,5时何/s6横揺角速度比较3模型研究在仿真研究中，由于客车是非线性系统,在客车的仿真模型中不可避免的有非线性环节。在这种非线性模型中，系统的输出响应曲线不仅和输入量的大小有关，而且和系统的初始条件有关⑸。因此，为了绕开输入量和系统初始条件的彩响，从客车的控制系统出发，把
7、客车模型作为一个开环系统，以横摆角速度幅频特性的穿越频率、相位裕量作为操纵稳定性的评价指标。为了求系统的幅频特性，先把系统简化为SISO系统，以横摆角速度作为输出，去掉其他的输出，再对模型进行线性化，线性化后模型的形式成为状态空间矩阵4、B、C和。⑷。线性化命令为=linmod(_mod7)(7)式中:name_mod为Simulink系统中的模型名。状态空间矩阵描述的输入u和输出y之间的关系为xf-vBuy=CxDu(8)模型线性化后再利用下面的命令可以得到幅频特性图，在幅频特性图上就可以找到穿越频率、相位裕量等特征量。(9)bode(A
8、$B、C,D)4操纵稳定性研究算例为了研究车身质心位置前后移动对大客车高速操纵稳定性的影响，以试验车(陕西汽车制造总厂生产的SX6120A型豪华大客车)模型为基本模型，在Simu
