基于matlab的汽车振动控制仿真-开题报告

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1、幵题报告学生姓名专业车辆工程班级指导教师姓名职称工作单位课题来源教师自拟课题课题性质应用设计课题名称基于MATLAB的汽车振动控制仿真本设计的科学依据（科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等）机械振动是一种特殊形式的运动，激励、质量、弹性和阻尼是振动系统的四大要素。如果把汽车作为一个系统来研究，汽车本身就是一个具有质量、弹簧和阻尼的振动系统。由于汽车内部各部分的固有频率不同，汽车在行驶中常因路面不平、车速和运动方向的变化，车轮、发动机和传动系统的不平衡，以及齿轮的冲击等各种

2、外部和内部的激振作用而极易产生整车和局部的强烈振动。汽车的这种振动使汽车的动力性得不到充分的发挥，使经济性变坏。同时，还要影响汽车的通过性、操纵稳定性和平顺性，使乘员产生不舒服和疲乏的感觉，其至损坏汽车的零部件和运载的货物，缩短汽车的使用寿命。因此，研究汽车振动的目的主要有两方面：一是降低振动对汽车零部件的损伤、对汽车使用性能的危害；二是试图利用振动为汽车设计服务，利用振动机理设计制造振动机械以减轻劳动强度，提高工作效率是不乏先例的。设计内容和预期成果（具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果和提供

3、的形式）当一个实际振动系统较复杂时，建立的模型越复杂，越接近实际情况，模拟越逼真，但往往使分析困难；相反地，建立模型时。分析越容易，但得到的结果可能不精确，因此，在建立振动系统力学模型中，总是在求得简化表达和逼真模拟二者之间的折衷，振动分析的关键就是：根据研宄的内容和要求，把所研宄的对象以及外界对它的作用简化为一个既简单又能在动态特性方而与原来的研允对象等效的力学模型。汽车是由多个系统组成的复杂的振动系统，每个系统都存在振动问题。主要包括发动机、传动系统、制动系统、转向系统、悬架系统、车身和车架系统存

4、在的振动问题。研宂汽车这样一个复杂的振动系统，要根据所分析的问题进行，拟采取设计方法和技术支持（设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等）1）当汽车对称于其纵轴线时，汽车车身只有垂直振动和俯仰振动对平顺性影响最人。此时，将汽车简化。所示的四个&由度的平面模型，因轮胎阻尼较小，在此予以忽略。在这个模型屮，车身质量二2主要考虑垂直和俯仰两个自由度，前、后车轴质量。有两个垂直自由度。2）当汽车前、后轴悬架质量分配达到一定值时，前、后悬架系统的垂直振动几乎是独立的。于是可以将汽车进一步简

5、化，车身和车轮两个自由度振动系统。nx:为簧载（车身）质量，m:为非簧载（车轮）质量。分析平顺性时，只考虑两个质量的垂直自由度。3）在远离车轮部分，其固有频率（10—16Hz）在较低激振频率范围（如5Hz以下），轮胎动变形很小，忽略其弹性和轮胎质量，分析车身垂直振动的最简单的单自由系统。实现本项目预期目标和已具备的条件（包括过去学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境及协作条件等）试验证明：同一台车，接受同祥激励，而且初始条件相同的情况下，实际测得的振动结果，与理论分析后用MAT-LAB计算结果

6、是基本吻合的。以单自由度有阻尼强迫振动的简化模型为例，实际测得的位移、速度、加速度数值依次是：0.1325、一0.1128}0.7710,与MATLAB计算结果0.1485-0.12750.7683极为接近，误差约为5%。出现这一误差可能由于两方面原因：一是将汽车这样复杂的振动系统简化为单自由系统虽然有助于分析和计算，但并不完全合适；二是由具体的试验过程屮，由初始条件的产生、试验结果的测量等各方面误差所引起的。尽管如此，利用MATLAB强大的数据处理功能，分析和处理汽车振动的可行性和正确性是毋庸置疑的

7、。通过MATLAB的Simulink仿真，可以看到这款国产轿车的振动系统参数可以达到良好的隔振效果在进行振动系统设计时，可以通过选择合理的振动系统参数.在一定程度上提高汽车的舒活性。各环节拟定阶段性工作进度（以周为单位）1.建立运动方程对所确定的振动系统屮的每个物体作隔离体进行受力分析，由牛顿第二定律或达朗贝尔原理建立运功微分方程。当受力分析较困难时，可以采用能量法，如拉格明口方程，来建立运功方程。2.求解方程并得到响应规律通过求解运动微分方程得到系统的响应握律，也就是得到振动系统的物理量，如位移、速

8、度、加速度等随时间0的变化规律；还n）—以通过运功方程得到系统的特征方程或频率方程，从而求出系统的固有频率、振动模态等。3.理论研宂的MATLAB实现作为世界上应用最广泛的工程计算软件，国家的理上类大学里，MATLAB是大学生必须掌握的一种基本工具，更是工程技术人员必备软件｝7在这次利用MATLAB强大的数学计算功能研宄汽车振动的过程中，本着循序渐进、层层深人的指导思想，由易到难，依次分析了单自由度有阻尼自由振动、单白由度有阻尼受迫振动、多白由度，J解藕