题目:基于SIMULINK整车悬架动力学仿真分析
摘要:悬架系统的好坏决定了车辆的平顺性和操纵稳定性的好坏,因此,整车悬架系统的动力学仿真对汽车的设计与参数优化有着重要的意义。基于整车悬架动力学模型,利用MATLAB软件中的SIMULIN模块搭建悬架模型,并在Simulink中建立不同的路面模型,在考虑重力的情况下计算悬架参数与车辆的平顺性的关系。利用简单控制策略,提高悬架系统的性能。
关键词:整车悬架模型 地面激励 仿真 性能优化
引言
汽车悬架系统影响汽车平顺性与操作稳定性,目前汽车悬架系统仿真分析遇到的问题有三个方面:悬架模型自由度的选取,控制,路面激励的影响;(1)汽车悬架的振动,是耦合的多入多出(MIMO)系统,但由于整车模型的参数较多,多数学者在研究悬架振动时采用1/4车辆模型和1/2车辆模型,由于1/4车辆模型不存在耦合,1/2车辆模型没有侧倾运动,所以这些模型与汽车实际运行情况存在一定差距。就目前来看,对整车悬架方面的研究工作比1/4和1/2悬架要少得多,因此此课题选择建立整车的动力学模型,并通过MATLAB软件中的SIMULINK模块进行仿真分析,致力于为悬架参数的设计和减振控制提供依据。(2)由于整车悬架的结构复杂,且具有多输入和多输出,从本质上来讲,属于大系统控制的研究范畴,因此近年来,研究人员把主要用于解决大系统控制问题的分散控制引入整车悬架系统的研究中,但整车悬架的分散控制大多数是和其它控制方法相结合的,如和变结构控制、鲁棒控制相结合。从大系统控制的角度来研究整车悬架系统的控制问题已经成为一条非常重要的途经。本课题采用对悬架系统的简单控制来进行仿真。(3)路面不平度是汽车行驶时的主要激励,影响车辆行驶平顺性、乘坐舒适性和操纵稳定性。通常,在研究车辆的行驶平顺性时,将路面不平度作为车辆系统的位移激励。由于路面不平度是随机输入,通常采用统计特性在频域来描述。现在,滤波白噪声是生成随机路面最常用的方法。
在MATLAB中有一个对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包———SIMULIN支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统,与传统的仿真软件包相比,具有更直观、方便、灵活的优点[5]。
一、国内外研究现状
1.1国外研究现状:
在1940年,Riekert和Schunck建立了二自由度简化车辆模型,该模型主要用于研究汽车侧向运动,只有侧向和横摆两个自由度,是分析车辆稳态转向性能的经典模型。
