线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应ppt课件

1、第五章 汽车的支配稳定性 本节将首先建立线性二自在度汽车模型，在此根底上，分析汽车的稳态呼应特性、瞬态呼应特性和频率呼应特性。第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应前往目录.一、线性二自在度汽车模型运动微分方程1.建模中假设 2忽略悬架的作用；车身只作平行于地面的平面运动，绕 z 轴的位移、绕 y 轴的俯仰角和绕 x 轴的侧倾角均为零，且 ； 3汽车前进速度不变。第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应思索：车辆坐标系中，汽车共有多少个自在度？ 在上述假设下，汽车被简化为只需侧向和横摆两个自在度的两轮汽车模型。 1忽略转向系统的影响，直接以前轮转角作为输入； 假定汽车 ay0.4

2、g，轮胎侧偏特性处于线性范围内；不计地面切向力FX、外倾侧向力 、回正力矩 TZ、垂直载荷的变化对轮胎侧偏刚度的影响。.xy第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应2.两轮汽车模型及车辆坐标系. 确定汽车质心绝对加速度在车辆坐标系的分量ax和ay。第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应3.运动学分析 沿Ox轴速度分量的变化为.上式除以t并取极限得思索到 很小并忽略二阶微量同理可得第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应.思索到角较小4.二自在度汽车动力学分析第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应.质心侧偏角第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应.由于 整理后

3、得二自在度汽车运动微分方程式第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应.代入运动微分方程式得1.稳态呼应稳态时r为定值消去v第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应二、前轮角阶跃输入下汽车的稳态呼应等速圆周行驶.称为稳态横摆角速度增益，也称转向灵敏度。K稳定性因数。第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应. R 与 u 无关，汽车具有中性转向的特性。1中性转向当 K=0 时，由第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应2.稳态呼应的三种类型.LR0uO 当汽车低速转向时，离心力很小，FY1和FY2也很小。 中性转向汽车的转向半径R等于汽车以极低车速转向忽略侧偏角时的转向半径

4、R0。第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应.由于 K0，所以RR0且 u R 汽车具有缺乏转向特性 横摆角速度增益为与轴距L相等的中性转向汽车横摆角速度增益的一半。 称为特征车速。当缺乏转向量添加时，K 增大，特征车速降低。2缺乏转向当 K0 时，由横摆角速度增益比中性转向时要小。第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应.横摆角速度增益 比中性转向时要大。由R 0由于 k10 , k20，缺乏转向K=0，中性转向K0， R/R01，汽车具有缺乏转向特点；K0， R/R0 0时这是二阶常系数非齐次微分方程第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应前轮角阶跃输入的数学表达式为.

5、即稳态横摆角速度对应的齐次方程为第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应其特解为.根据的数值，特征方程的根为第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应其通解可由如下特征方程求得齐次方程的根为.第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应 1，称为大阻尼，rt单调上升；rt趋于r0 ，但当u ，r趋于无穷大； =1，称为临界阻尼， rt单调上升趋于r 0； 1，称为小阻尼， rt是一条收敛于r 0的减幅正弦曲线。当 以后， ，汽车不稳定 的第二项恒为正，当车速很低时，它是很大的值，均为正值，rt收敛，汽车稳定； 随着车速的添加， 第二项越来越小； 当汽车为过多转向，且 为负值时， 就

6、能够为负值，rt发散，汽车不稳定。第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应的车速称为临界车速.第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应四、横摆角速度频率呼应特性 一个线性系统，当输入为一正弦函数，到达稳定形状时的输出也为具有一样频率的正弦函数，但两者的幅值不同，相位也要发生变化。 输出、输入的幅值比是频率 f 的函数，称为幅频特性。 相位差也是 f 的函数，称为相频特性。 两者统称为频率特性。.对上式进展傅里叶变换，得第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应频率呼应函数为的傅里叶变换；的傅里叶变换。.第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应幅频特性为相频特性为.第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应. 1频率为零时的幅值比，即稳态增益图中以 a 表示；第三节 线性二自在度汽车模型对前轮角输入的呼应评价横摆角速度频率呼应的五个参数 共振峰频率 fr ，fr 值越高，支配稳定性越好； 共振时的增幅比 b/a，