车辆悬架四分之一整车模型Simulink建模仿真.docx
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车辆悬架四分之一整车模型Simulink建模仿真
车辆悬架四分之一整车模型的Simulink建模与仿真车身质心加速度相对动载荷悬架动行程Simulink建模与仿真
运用simulink中的状态空间模型计算四分之一车模型的,ACC,DTL和SWS首先运用吴志
成老师一片文献的方法利用simulink建立路面不平度模型,生成路面谱。
所运用的公式如下:
q(t)=-0.111?
?
?
?
?
?
?
?
+0.111?
40?
"?
(?
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)?
?
?
利用上述式子得出路面不平度生成如下所示:
因为选择的是E级路面,40KM/h,因此增益2和3分别为,11.1111和8.5333。
此外,限带白噪声功率的大小为白噪声的协方差与采样时间的乘积。
又白噪声WE(t)的协方差满足下式:
E[?
?
? (t+T]=2? ? ? ? ? ? ? ? (? ? ) 此处S(为脉冲函数,并且选择采样时间为0.01s,则计算可得白噪声功率为8.9*10-3。 计算 的路面不平度均方根值为0.0531m。 四分之一车模型根据拉格朗日方程有下式: MbXbC(Xb Xw) ks(XbXw MwS&CXw& ksXw Xb ktxw Xr ks=k2mb=m2mw=m1xr=u 状态空间模型: xb=z2xw=z1kt=k1 建立状态方程和输出方程,在此选取状态变量向量为: X=[z1,z2,? ? 1? ? 2' 输入向量为: k2 [m2 D=[00- k1 m2g 0] 将各个已知量代入即可得出具体的矩阵。 从而有下面的 simulink仿真: u=[qt] 则输出向量为 kt Y= [? ? 2z2,(z1- U)? m2? g z2-z1]' 建立如下的状态方程和输出方程: X= ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? ? ? ? ? ? 解得A,B,C,D分别为: 0 0 10 0 0 01] A=[-(? ? 1 +? ? 2)/? ? 1 ? ? 2/? ? 1 -? ? /? ? 1? ? /? ? 1] ? ? 2/? ? 2 -? ? 2/? ? 2? ? /? ? 2-? ? 2/? ? 2 k1 B=[0°mr°] k2cck1 m2m2-mr010°;mg000;-1100] 图2simulink仿真模型 图3车身质心垂直加速度时域特性图(ACC ACC的均方根值为3.99ms-2。 Acc的功率谱密度: 运用 [pxx,m]=psd(ddz2,512,100); plot(m,pxx) xlabel('频率/Hz') ylabel('功率谱密度/(ms-2)A2/Hz') title('acc功率谱密度') 图形如下: 图4车身质心加速度功率谱密度 图5车身质心位移的时域特性曲线 Z2的均方根值为0.0587m. 图6相对动载荷的时域特性 均方根值为0.7464 还是运用上面的式子计算相对动载荷的功率谱密度: 得图如下 5 1— 图7相对动载荷功率谱密度 图8悬架动行程的时域特性 均方根值为0.0316m 悬架动行程的功率谱密度如下图: 悬架动: 亍程功率谱密度 O06 05 04 0-2 5101520253035404550 频率恤 图9悬架动行程功率谱密度 不同阻尼比和固有频率对上述几个值的影响: 程序如下: ]_ e5=d.1: 0.L: j.5毛5个盟足比 2- >jtTv^]-^.色悵主 3- 田11.62.2IS3.44]: 黑贯農糙 4- acc^zerosL.10: 5- dtl^ierosI1Tl(i: 6- S^iSfQShl°; : — pU[0.10,5d.6C.70.SLL2L.41,S1,E22.22.i2.ff2.8 33.: 3.43 .63,84]: $因育频車 S_ fori=l: 5 ? - forj=l: 22 10- k2=plj)^x31: .5; 11- c=2t«i(i)t(k2t3l7.5)'Q.5 12- sin(zuit.au): 玄边行§二jolint 13- uc(j)=(sun(ddz2.*2)/5004? *0.5; J4二 evs(j)=;5ui(z2_z: /2)/50(4i'(1.5; 15- chi'j'-(sun^cdrh.'2z5C041'0.5; 16- fnd K- figMre(l); 13- 巩曲pl^acc,? coloiJ.ys'ij/lLn^^dtKjkdfi) 为- timr月尼山離解崗车身陋郎影呵; 20- ilabel(T闻有麵窜); 21- ylatel「车身方根僵n/m: 加_ ftidm 23- holdon 24- figure (2) 25- plot'color3jjsii),}LinelTidthJ,kd(i1 诜- 1Ltk(」用尼扫El有规军对相的轉mw的; 27― xlsbelC固有麵至/BT): 28_ ylabelC相对訂载荷均方根値「; 29- pidon 30- holdon 31- fitureU) 32- platpl.sv^,ealor\yE(ti}/I,infi¥idfh\id(i1 33- titleCIS尼比,園有頻箪时县嘶程的帥丨; 34- ilabelC@^m/Kz? ); 閒- ylabelC昌架动冇狀均方根值V) 郭- KXllK) 3: - holdon 39- (nd 得到的图形如下: 阻尼比,固有频率对车身加速度的影响 0.511.522.S33.5 固有频率,出 ST—-5 IO- 图10阻尼比,固有频率对车身加速度的影响 阻尼比,固有频率对悬架动行程的魁响 0511522.533.5 固有频率旧丄 J1 ■ 5 Au «o Lo 3oo 图11阻尼比,固有频率对相对动载荷的影响 5 4. 5362515 3.21O 固有频率,Hi: 图12阻尼比,固有频率对悬架动行程的影响
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