基于的汽车平顺性仿真分析

《基于的汽车平顺性仿真分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、14机电技术2013年2月基于Simulink的汽车平顺性仿真分析★谢俊淋1张庆永2(1．东南(福建)汽车工业有限公司，福建福州350002；2．福建工程学院机电系，福建福州350108)摘要：以某A级轿车为例，建立四自由度半车模型，进行力学分析得到系统振动微分方程，用计算机模拟的随机路面激励谱作为输入，利用Matlab／Simulink仿真软件建立了动态模型，进行计算机仿真。分析了悬架阻尼系数、悬架刚度系数和轮胎刚度系数改变对汽车行驶平顺性的影响。关键词：四自由度半；平顺性；Simulink中图分类号：U462．3+3文献标识码：A文章编号：1672-4801(2013)

2、01—014-05汽车行驶平顺性的优劣直接影响到乘员的乘坐舒适性，并影响车辆动力性和经济性的发挥，是车辆在市场竞争中争夺优势的一项重要性能指标【1]。因而如何最大限度地降低汽车在行驶过程中所产生的振动，成为汽车行业的研究重点。本文以某A级轿车为例，对其进行力学分析，建立四自由度半振动微分方程，以不同等级路面和不同车速下的随机路面激励谱作为输入，利用Matlab／Simulink仿真软件建立了动态模型，进行计算机仿真，并分析了动力学参数的改变对汽车行驶平顺性影响。图1四自由度半车模型图以车身为研究对象，对前、后端取力矩平衡，得：1汽车动力学振动模型的建立肌：，乞，+埘：。乏6

3、／上+K。，(z：，一毛厂)+C2，(之厂之，)：o四自由度半车模型既能表征车身的质心加速度和速度的变化，又能表征车身绕其质心轴的俯仰角加速度和角速度的变化，结构也不太复杂，因此其仿真结果具有一定的代表性【2一】。四自由度半车模型的建立，必须作如下假设【5击J：整个系统为线性系统；前轴与前轮质量之和为前簧下质量；后轴与后轮质量之和为后簧下质量；非悬挂分布质量由集中质量块m，，、m。，代替，车轮的力学特性简化为一个无质量的弹簧，不计阻尼；汽车对称于其纵轴线，且左、右车辙的不平度函数相等。车身振动的四自由度半车模型如图1所示。车身质量根据动力学等效的原则分为前轴上、后轴上及质心

4、上的三个集中质量m，，、m，，、m勉，三个质量由无质量的刚性杆连接。1。1四自由度半车模型自由振动方程【7’9J1)采用z2-r、z2，坐标系的自由振动方程(1)，，乞，之，+，，之。乏口／三+K，(z2，一zI，)+c：，(之，一之，)=0(2)式中：z2r、z2，、z。、zl，、zl，分别表示前、后轴上集中质量、车身质心、前、后轴非悬挂分布质量的垂直振动位移；K2，、K2，分别为前、后轴悬架刚度；C2，、C2，是前、后悬架减振器阻尼系数；L、口、b为轴距及质心至前、后轴的距离。以前、后非悬挂质量为研究对象得：玛，乏，+K2，(z1厂z2，)+c2，(三l厂三2，)+K，

5、(zl，一q，)=0(3)％，三I，+心，(zl，一z2，)+c2，(三l，一三2，)+墨，(z，，一g，)=0(4)式中：q，、q，为前、后轮路面不平度激励。+国家863计划Yf丽目(2012AAII105)；福建省科技厅项ff(200811002)：福州市科技计划-项目(2011-PT-128)；湖北省自然科学基金(20lOCDB01802)福建j二程学院博士科研启动基金(GY-Z120041作者简介：谢俊淋(1976--)，男，工程师，研究方向：动力底盘技术。第1期谢俊淋等：基于Simulink的汽车平顺性仿真分析152)采用乞、矽坐标系时的自由振动方程以车身为研究对

6、象，由垂直方向力的平衡和绕质心的力矩平衡得m2jc+K2ftz2，一zif、)+C2f心f_ilr)+K2，(z2，一Zlr)+Cz，(之2，一Z‘lr)=0(5)m2p2，≯+bK2，(z2，一zp)+6c：，(之，一三l，)一aK2／(zzi—z1，)一aQ／(之，一之，)=0(5)式中：≯为车身纵向角振动角位移(逆时针为正)。1．2状态空间模型建立状态方程和输出方程，在此选取状态变量向量为A=C=X=h，X2，x3，X4，X5，X6，X7，xs]7=[z。，，z。，，z。，≯，毛，，三∽zc，≯ro笠±垒m，砀巧砚％屹％lf生—a2一K2i％，KVabK2f％』一10

7、K_厂0K_r％鹏，，砀nls巧，，{，吃，+屹，住凼厂％I觞，如憋，，纪，10OGr％0G，巩鸱，I膏=瞳，j2，5c3，五，x5，k6，x7，袁】7=‰，‰ic，$，孙‰芝!，钾则输入向量材=[gr，q，]r。输出向量为Y=[Yl，Y2少3，Y4，Y5，Y6，Y7，Ys]7=[三2／，z2，，Z2／一Zlf*，z2，一Zl，，Klrtzt广qi)，K1，tzl?一q，、)，(z2，d+i2f幻i上，(艺2，一艺2，)／￡]7建立如下的状态方程和输出方程J肛AX+B甜(7)‘⋯Y=CX+Du～其中A、B、C、D为