车辆两自由度操纵稳定性simulink模型及分析课件.ppt

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1、线性二自由度车辆操纵模型建模中假设1、假设车辆行驶在平然路面，即无垂向路面不平度输入，因而可以忽略与行驶动力学相关的垂向力影响以及耦合作用。2、假设悬架系统在内的车辆结构是刚性的。3、忽略转向系统的影响，直接以前轮转角作为输入。4、忽略了空气动力。5、车辆仅受到平衡状态附近的小扰动，即前轮输入转角足够小，从而保证车辆运动方程为线性。6、车辆前进速度不变，而且前进速度远大于侧向速度。7、定汽车ay≤0.4g，轮胎侧偏特性处于线性范围。两轮汽车模型及车辆坐标系在上述假设下，汽车被简化为只有侧向和横摆两个自由度的“自行车模型

2、”。微分方程推导分析时，令车辆坐标系原点与汽车质心重合。首先确定汽车质心的（绝对）加速度在车辆坐标系中的分量。ox与oy为车辆坐标系的横轴和纵轴。质心速度v1于时刻t在x轴上的分量为u，在y轴上的分量为v。由于汽车转向行驶时伴有平移和转动，在t+△t时刻，车辆坐标系中质心速度的大小与方向均发生变化，而车辆坐标系中的纵轴和横轴亦发生变化，所以沿x轴速度分量变化为：考虑到Δθ很小并忽略二阶微量，上式变成：Δu-vΔθ除以Δt并取极限，便是汽车质心绝对加速度在车辆坐标系ox和oy上的分量为：因此我们可以得出两自由度的基本操纵

3、模型的运动方程由于假设侧片刚度在线性区域，所以Fy=-Cαα（公式2）在单轨模型中，前轮的侧向速度为vf=v+ar后轮的侧向速度为vr=v-br当α很小的时候，可以认为tanα≈α所以：最后将公式2和公式3代入公式1可得系统微分方程为：将转向输入δf作为系统的输入放在方程右边，并以状态空间方程的形式来表示，则可得到系统的运动方程为：转化为标准的状态空间方程为：转化为标准的状态空间方程为：利用simulink进行仿真以状态方程建立的的仿真图仿真数据采用别克1949车型坐车仿真参数仿真结果横摆角速度根轨迹变化