汽车系统动力学

《汽车系统动力学》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、第一章绪论1.1.1系统P11.系统的定义在现实世界中，存在着许多由一组物件构成，以一定规律相互连系起来的实体，这就是系统。“把极其复杂的研究对象称为系统，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体，而且这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分”。2.系统的分类（1）自然系统——脱离人的影响而自然存在的系统，如太阳系、银河系这样的大系统，以及生物、原子内部构成的小系统。（2）人工系统——通过人的设计而形成的系统，如生产系统、通信系统、交通运输系统等。（3）组合系统——人工系统和自然系统的组合，如导航系统、无

2、限寻呼系统等。可控制的人工系统分类（1）随机系统与自动调整系统（2）线性与非线性系统（3）连续系统与离散系统（4）单输入单输出系统与多输入多输出系统（5）确定系统与不确定系统（6）集中参数系统和分布参数系统（1）随机系统与自动调整系统随机系统也称为伺服系统，是指输入量总在频繁地或缓慢地变化，要求系统的输出量能以一定的准确度随输入量的变化。如火炮跟踪系统，导弹防御系统等。自动调整系统也称为恒值调节系统，是指输入保持常量，系统的任务是尽量排除扰动的影响，以一定准确度将输出量保持在希望的数值上。如水位调节系统，温度调节系统等。（2）线性与非线性系

3、统线性系统是指组成系统的元器件的特性均为线性，能用线性常微分方程描述其输入与输出关系。如弹簧阻尼小车系统。（特点是具有齐次性和叠加性，系统时间响应的特征与初始状态无关。线性定常系统—线性常微分方程的各项系数都是与时间无关的常数。线性时变系统—线性常微分方程的各项系数中有时间函数。）非线性系统是指在组成系统的元器件中，只要有一个元器件的特性不能用线性方程描述，即为非线性系统。（它的时间响应特性与初始状态有极大的关系。）（3）连续系统与离散系统连续系统是指系统各部门的输入和输出信号都是连续函数的模拟量。如随机系统，自动调节系统等。连续系统用微分

4、方程描述。离散系统是指系统某一处或数处的信号以脉冲列或数码的形式传递。如打印轮转动控制系统等。离散系统用差分方程描述。（4）单输入单输出系统与多输入多输出系统单输入单输出系统是指系统只有一个输入和一个输出。如质量弹簧阻尼系统，输入量为外力，输出量为位移。多输入多输出系统是指系统有多个输入或多个输出。如汽车行驶系统。（5）确定系统与不确定系统确定系统是指系统的结构和参数是确定的、已知的，系统的输入信号也是确定的。不确定系统是指系统本身或作用于该系统的输入信号不确定。如：系统的输入信号混杂有随机噪声，系统使用的元器件的特性有随机干扰。如随机系统

5、。（6）集中参数系统和分布参数系统集中参数系统是指能用常微分方程描述的系统。系统的各状态都只是时间的函数。分布参数系统是指系统中至少有一个环节不能用常微分方程、需用偏微分方程描述的系统。这个环节的参量不只是时间的函数，而是明显依赖于这一环节的状态。3．系统的特性（1）系统具有层次性（2）系统具有整体性（3）系统具有目的性（4）系统具有功能共性（1）系统具有层次性系统是由两个以上（或更多）元素（或元件）组成的事物。一个大系统往往可分为几个子系统，每个子系统是由更小的子系统构成。每个子系统或小系统都有自己的属性，以便和其它系统加以区别。所以如果

6、将大系统分解，可以形成很多层次的结构，这就是系统的层次性。例如：汽车由发动机、底盘、车身、电气设备四大部分组成，汽油发动机又由机体和曲柄连杆机构、配气机构、供给系、电火系、冷却系、润滑系、起动系组成，底盘又由传动系、转向系、制动系、行驶系等组成。（2）系统具有整体性系统虽由多种元素组成，但系统的性能不是各元素性能的简单组合，而是相互影响的，所以这种组合使系统的整体功能获得新的内容，具有更高价值。例如发动机、底盘、车身、电气设备四大部分只有组合起来，汽车才能行驶。系统的性能是由其整体性能为代表，而不是由某一个元素所能代表的。（3）系统具有目的

7、性人工设计的系统都是有目的性的。目的不同，系统的构成也就不同。例如汽车是作为交通运输工具而研制的。但货车是为运输货物这一目的而构成，它必须有货箱以装载货物；而客车则是为运输乘客而设计，因此其车内必须有供乘客使用的客厢和座椅，而运货设备就退居次位（行李箱或行李架）或甚至取消。所以在设计中必须研究系统整体目的，才能正确选择各元素的构成。（4）系统具有功能共性系统中存在着物质、能量和信息的流动，并与外界（环境）进行物质、能量和信息的交流，即可以从外界环境输入或向外界输出物质、能量和信息。这是任何一个系统都具有的功能，称为系统功能共性。例如汽车系统

8、中由于燃料的燃烧而把所储的能量转换为汽车的动能，这是能量的流动，并生成废气排出。而在行驶过程中，驾驶员从环境（道路及车流密度）得到信息，经过分析判断，发出必要的指示信息，以保证汽