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:
利用上述式子得出路面不平度生成如下所示:
图1路面谱生成
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:
此处
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:
状态空间模型:
xb=z2xw=z1kt=k1ks=k2mb=m2mw=m1xr=u
建立状态方程和输出方程,在此选取状态变量向量为:
输入向量为:
则输出向量为
建立如下的状态方程和输出方程:
解得A,B,C,D分别为:
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:
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)^2/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
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:
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:
得到的图形如下:
图10阻尼比,固有频率对车身加速度的影响
图11阻尼比,固有频率对相对动载荷的影响
图12阻尼比,固有频率对悬架动行程的影响
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