汽车系统动力学Matlab

1、汽车系统动力学Matlab时间：2021.03.03创作：欧阳学作业报告小组成员：,-、组内任务分酉己二、Matlab程序与图形1、不同转向特性车辆在不同车速下的系统特彳正根m=1000;I=1500;a1=1.15;b1=1.35;Caf=53000;Car=53000;i=1;R=;for uc=10:5:100;D=(I*(Caf+Car)+m*(a1A2*Caf+b1A2*Car)/(m*I*uc);S=(a1+b1)A2*Caf*Car/(m*I*ucA2)+(b1*Car-a1*Caf)/I;P=1 D S;r=roots(P);R(i,1)=r(1,1);R(i,2)=r(2,1

2、);i=i+1;endplot(real(R(:,1),imag(R(:,1),bo);holda2=1.25;b2=1.25;t=1;S=;for uc=10:5:100P=m 0;0 I;Q=(Caf+Car)/uc,m*uc+(a2*Caf-b2*Car)/uc;(a2*Caf-b2*Car)/uc,(a2A2*Caf+b2A2*Car)/uc;R=Caf;a2*Caf;A=-PA(-1)*Q;d=eig(A);i=imag(d);r=real(d);S(t,1)=r(1);S(t,2)=i(1);t=t+1;endplot(S(:,1),S(:,2),*)a3=1.35;b3=1.15

3、;for uc=10:5:100P=m 0;0 I;Q=(Caf+Car)/uc,m*uc+(a3*Caf-b3*Car)/uc;(a3*Caf-b3*Car)/uc,(a3A2*Caf+b3A2*Car)/uc;R=Caf;a3*Caf;A=-PA(-1)*Q;d=eig(A);i=imag(d);r=real(d);S(t,1)=r(1);S(t,2)=i(1);t=t+1;endgrid onplot(S(:,1),S(:,2),d);axis(-14 2 0 3);xlabel(实轴(Re);ylabel(虚轴(Im);text(-8,2.8,不足转向);text(0,0.2,过多转向

4、);text(-3,0.2,中性转向)set(gca,FontName,Helvetica,FontSize,10)title(不同转向特性车辆在不同车速下的系统特征根2.1、具有不同转向特性车辆的横摆角速度幅频和相频响应不同转向特性车辆在不同车速卜的弟统特征很0中性.村向：:韦拌向m=1000;I=1500;a1=1.15;a2=1.25;a3=1.35;b1=1.35;b2=1.25;b3=1.15;Caf=53000;Car=53000;D=;C=;M=;uc=20;i=1;for f=0.1:0.1:10w=2*pi*f;E=1 0;0 1;P=m 0;0 I;R1=Caf;a1*Ca

5、f;R2=Caf;a2*Caf;R3=Caf;a3*Caf;Q1=(Caf+Car)/uc m*uc+(a1*Caf-b1*Car)/uc;(a1*Caf-b1*Car)/uc(a1A2*Caf+b1A2*Car)/uc;Q2=(Caf+Car)/uc m*uc+(a2*Caf-b2*Car)/uc;(a2*Caf-b2*Car)/uc(a2A2*Caf+b2A2*Car)/uc;Q3=(Caf+Car)/uc m*uc+(a3*Caf-b3*Car)/uc;(a3*Caf-b3*Car)/uc(a3A2*Caf+b3A2*Car)/uc;A1=-inv(P)*Q1;A2=-inv(P)*Q2

6、;A3=-inv(P)*Q3;B1=inv(P)*R1;B2=inv(P)*R2;B3=inv(P)*R3;Hw1=-inv(A1-1i*w*E)*B1;Hw2=-inv(A2-1i*w*E)*B2;Hw3=-inv(A3-1i*w*E)*B3;D(i,1)=angle(Hw1(2)*180/pi;D(i,2)=abs(Hw1(2) );C(i,1)=angle(Hw2(2)*180/pi;C(i,2)=abs(Hw2(2) );M(i,1)=angle(Hw3(2)*180/pi;M(i,2)=abs(Hw3(2);i=i+1;endsubplot(2,1,1)f=0.1:0.1:10;se

7、milogx(f,D(:,2),k,f,C(:,2),r-.,f,M(:,2) grid onset(gca,Xtick,0.1,0.3,1.5,3,10)set(gca,FontName,Helvetica,FontSize,10) legend(不足 转向,中性转向，过多转向) title(具有不同转向特性车辆的横摆角速度幅 频响应,FontSize,12);xlabel( 频率/Hz)ylabel(横摆角速度增益/(/s)/() subplot(2,1,2)f=0.1:0.1:10;semilogx(f,D(:,1),k,f,C(:,1),r- .,f,M(:,1)m=1000;I=15

8、00; a1=1.15;a2=1.25;a3=1.35; b1=1.35;b2=1.25;b3=1.15;Caf=53000;Car=53000;D=;C=;M=;uc=20;i=1；for f=0.1:0.1:10w=2*pi*f;E=1 0;0 1;P=m 0;0 I;R1=Caf;a1*Caf;R2=Caf;a2*Caf;R3=Caf;a3*Caf;Q1=(Caf+Car)/uc m*uc+(a1*Caf-b1*Car)/uc;(a1*Caf-b1*Car)/uc(a1A2*Caf+b1A2*Car)/uc;Q2=(Caf+Car)/uc m*uc+(a2*Caf-b2*Car)/uc;

9、(a2*Caf-b2*Car)/uc(a2A2*Caf+b2A2*Car)/uc;Q3=(Caf+Car)/uc m*uc+(a3*Caf-b3*Car)/uc;(a3*Caf-b3*Car)/uc(a3A2*Caf+b3A2*Car)/uc;A1=-inv(P)*Q1;A2=-inv(P)*Q2;A3=-inv(P)*Q3;B1=inv(P)*R1;B2=inv(P)*R2;B3=inv(P)*R3;Hw1=-inv(A1-1i*w*E)*B1;Hw2=-inv(A2-1i*w*E)*B2;Hw3=-inv(A3-1i*w*E)*B3;D(i,1)=angle(Hw1(2)*180/pi;D

10、(i,2)=abs(Hw1(2) );C(i,1)=angle(Hw2(2)*180/pi;C(i,2)=abs(Hw2(2) );M(i,1)=angle(Hw3(2)*180/pi;M(i,2)=abs(Hw3(2 );i=i+1;endsubplot(2,1,1)f=0.1:0.1:10;semilogx(f,D(:,2),k,f,C(:,2),r-.,f,M(:,2)grid onset(gca,Xtick,0.1,0.3,1.5,3,10)set(gca,FontName,Helvetica,FontSize,10) legend(不足 转向,中性转向，过多转向) title(具有不

11、同转向特性车辆的横摆角速度幅 频响应,FontSize,12);xlabel( 频率/Hz)ylabel(横摆角速度增益/(/s)/() subplot(2,1,2)f=0.1:0.1:10;semilogx(f,D(:,1),k,f,C(:,1),r-.,f,M(:,1)grid onset(gca,Xtick,0.1,0.3,1.5,3,10)set(gca,FontName,Helvetica,FontSize,10)legend（不足 转向,中性转向，过多转向） title（具有不同转向特性车辆的横摆角速度相 频响应,FontSize,12）;xlabel（ 频率/Hz）ylabel（

12、横摆角速度相位（）grid onset（gca,Xtick,0.1,0.3,1.5,3,10）set（gca,FontName,Helvetica,FontSize,10） legend（不足 转向,中性转向，过多转向） title（具有不同转向特性车辆的横摆角速度相 频响应,FontSize,12）;xlabel（ 频率/Hz）ylabel（横摆角速度相位（）2.2、具有不同转向特性车辆的侧向加速度和 相频响应m=1000;I=1500;a1=1.15;a2=1.25;a3=1.35;b1=1.35;b2=1.25;b3=1.15;Caf=53000;Car=53000;D=;C=;M=;u

13、c=20;L=a1+b1;i=1;for f=0.1:0.1:10w=2*pi*f;E=1 0;0 1;Vi=w*I*Caf;Rr=L*Caf*Car/uc;Vr1=(L*b1*Caf*Car/uc-m*a1*Caf*uc);Vr2=(L*b2*Caf*Car/uc-m*a2*Caf*uc);Vr3=(L*b3*Caf*Car/uc-m*a3*Caf*uc);Ri1=w*m*a1*Caf;Ri2=w*m*a2*Caf;Ri3=w*m*a3*Caf;Dr1=-wA2*m*I+LA2*Caf*Car/(ucA2)+m*(b1*Car- a1*Caf);Dr2=-wA2*m*I+LA2*Caf*Ca

14、r/(ucA2)+m*(b2*Car-a2*Caf);Dr3=-wA2*m*I+LA2*Caf*Car/(ucA2)+m*(b3*Car- a3*Caf);Di1=w*(I*(Caf+Car)+m*(a1A2*Caf+b1A2*Car)/ uc;Di2=w*(I*(Caf+Car)+m*(a2A2*Caf+b2A2*Car)/ uc;Di3=w*(I*(Caf+Car)+m*(a3A2*Caf+b3A2*Car)/ uc;Hay1=1i*w*(Vr1+1i*Vi)/(Dr1+1i*Di1)+uc*(Rr +1i*Ri1)/(Dr1+1i*Di1);Hay2=1i*w*(Vr2+1i*Vi)/(

15、Dr2+1i*Di2)+uc*(Rr+1i*Ri2)/(Dr2+1i*Di2);Hay3=1i*w*(Vr3+1i*Vi)/(Dr3+1i*Di3)+uc*(Rr+1i*Ri3)/(Dr3+1i*Di3);D(i,1)=angle(Hay1)*180/pi;D(i,2)=abs(Hay1);C(i,1)=angle(Hay2)*180/pi;C(i,2)=abs(Hay2);M(i,1)=angle(Hay3)*180/pi;M(i,2)=abs(Hay3);i=i+1;endsubplot(2,1,1)f=0.1:0.1:10;semilogx(f,D(:,2)*(pi/(180*9.8),

16、k,f,C(:,2)*(pi/(180*9.8),r-.,f,M(:,2)*(pi/(180*9.8)grid onset(gca,XTick,0.1 0.3 1 3 10)set(gca,FontName,Helvetica,FontSize,10) legend(不足 转向,中性转向，过多转向) title(具有不同转向特性车辆的侧向加速度幅 频响应,FontSize,12);xlabel( 频率/Hz)ylabel(侧向加速度增 益/g/() subplot(2,1,2)f=0.1:0.1:10;semilogx(f,D(:,1),k,f,C(:,1),r-.,f,M(:,1) grid

17、 onlegend(不足 转向,中性转向，过多转向) set(gca,XTick,0.1 0.3 1 3 10) set(gca,FontName,Helvetica,FontSize,10) title(具有不同转向特性车辆的侧向加速度幅 频响应,FontSize,12);axis(0.1 10 -120 120)xlabel( 频率/Hz)ylabel(侧向加速度相位() 2.3、ABS控制器设计w0=120;v0=30;Tb=600;ki=4500;kd=5000;Ts=0.05;Iw=12;rd=0.25;uh=0.8;ug=0.6;s0=0.2;m=300;g=9.8;w=;v=;s

18、=;w(1)=120;v(1)=30;s(1)=0;k=0;i=2;while(v00)k=k+1;sb=(v0-rd*w0)/v0;s(i)=sb;if sb0.22Tb=Tb-kd*Ts;elseif sb0.18Tb=Tb+ki*Ts;else Tb=Tb;endw0=w0+(Fxb*rd-Tb)/Iw*Ts;w(i)=w0;v0=v0-Fxb/m*Ts;v(i)=v0;i=i+1;endt=0:Ts:Ts*k;subplot(2,1,1)plot(t,v,t,w*rd);grid onlegend(车轮前进速度,车轮线速度);set(gca,FontName,Helvetica,Fon

19、tSize,10)title(车轮前进速度与车轮线速度关系曲线 ,FontSize,12);xlabel(时间/ (s);ylabel(速度/ (m/s);axis(0,Ts*k,0,32);subplot(2,1,2)plot(t,s);axis(0,Ts*k,0,1);grid onset(gca,FontName,Helvetica,FontSize,10)title(ABS控制的滑移率时域仿真结果 ,FontSize,12);xlabel(时间/ (s);ylabel(滑移率);set(gca,Ytick,0:0.2:1)3、扭振系统振型图J1=1.986*10a(-3);1.910*

20、10a(-3);1.931*10a(-3);1.931*10a(-3);1.910*10a(-3);1.924*10a(-3);7.8426*10a(-2);2.258*10a(-3);2.641*10a(- 2);2.91*10a(-3);2.51*10a(-3);1.77*10a(-3);7.836*10a(-2);3.238;K1=7.95*10A4;7.95*10A4;6.95*10A4;7.95*10A4;7.95*10A4;6.90*10A4;8.93*10A3;1.41*10A4;1.02*10A4;4.4*10A3;1.38*10A4;1.616*10A2;2.51*10八2;

21、J=diag(J1);K(1,1)=K1(1);K(1,2)=-K1(1);i=2;for i=2:13;K(i,i-1)=-K1(i-1);K(i,i)=K1(i-1)+K 1(i);K(i,i+1)=-K1(i);endK(14,13)=-K1(13);K(14,14)=K1(13);A=inv(J)*K;G,D=eig(A);f=sqrt(D)/(2*pi);m=1;while m=14G(:,m)=G(:,m)/G(1,m)m=m+1endsubplot(3,2,1)plot(G(:,13)xlabel(质点号);set(gca,FontName,Helvetica,FontSize,

22、10)grid ontitle(单节点振型图(4.26Hz) ,FontSize,12)axis(1 15 -0.2 1.1)subplot(3,2,2)plot(G(:,12)xlabel(质点号);set(gca,FontName,Helvetica,FontSize,10)grid onaxis(1 15 -5 1.2)title(双节点振型图(11.99Hz) ,FontSize,12)subplot(3,2,3)plot(G(:,11)xlabel(质点号);set(gca,FontName,Helvetica,FontSize,10)grid onaxis(1 15 -7 1.2)

23、title(三节点振型图(73.9Hz),FontSize,12)subplot(3,2,4)plot(G(:,10)xlabel(质点号);set(gca,FontName,Helvetica,FontSize,10)grid ontitle(四节点振型图(147.7Hz),FontSize,12)axis(1 15 -9 37)subplot(3,2,5)plot(G(:,9)xlabel(质点号);set(gca,FontName,Helvetica,FontSize,10)grid onaxis(1 15 -0.2 1.1)title(五节点振型图(252Hz),FontSize,12

24、)5、福特 Granada轿车后悬架单轮模型频率响应函数和系统相应输入功率谱密度mb=317.5;mw=45.4;ks=22000;kt=192000;cs=1500;Go=5*10A(-6);Uc=20;n=1;B=;D=;for f=0:0.01:15w=2*pi*f;Sf=4.47*10A(-4)*power(f,-2.5);A=i*cs*w+(ks+kt-wA2*mw),-i*cs*w-ks;-i*cs*w-ks,i*cs*w+(ks-mb*wA2);C=kt;0;D=-AA(-1)*C;B(1,n)=abs(D(2)-D(1);B(2,n)=abs(-D(2)*wA2);B(3,n)

25、=abs(kt*(D(1)-1);B(4,n)=Sf;B(5,n)=B(2,n)A2*Sf;B(6,n)=B(1,n)A2*Sf;B(7,n)=B(3,n)A2*Sf;n=n+1;endf=0:0.01:15subplot(3,2,1)plot(f,B(1,:);xlabel( 频率/Hz)ylabel(悬架动彳亍程增 益)grid onsubplot(3,2,2);plot(f,B(2,:);grid onxlabel( 频率/Hz)ylabel(不 舒适性参数增 益/(m/sA2)/m) subplot(3,2,3);plot(f,B(3,:);grid onxlabel( 频率/Hz)y

26、label(轮胎动载荷增 益/N/m)subplot(3,2,4)plot(f,B(6,:);xlabel( 频率/Hz)ylabel(悬架动彳亍程功率谱密度/mA2/Hz)grid onsubplot(3,2,5);plot(f,B(5,:);grid onxlabel( 频率/Hz)ylabel(不 舒适性功率谱密度/(m/sA2)A2/Hz) subplot(3,2,6);plot(f,B(7,:);grid onxlabel( 频率/Hz)ylabel(轮胎动载荷功率谱密度/NA2/Hz)6、魔术公式xdata = 0 0.78 1.88 2.79 3.80 4.82 6.29 7.829.31 11.80;ydata = 0 7.99 16.05 20.65 23.82 26.00 27.7828.87 29.65 30.0