汽车理论第五章汽车的操纵稳定性

汽车理论课件第五章汽车的操纵稳定性汽车理论（PowerPoint版）1*第1页，共52页，2023年，2月20日，星期一引言

1.操纵稳定性

2.操纵稳定性涉及工况

3.操纵稳定性的重要性汽车理论（PowerPoint版）2*第2页，共52页，2023年，2月20日，星期一第一节概述思考题

如何判断汽车操纵稳定性好坏？本节应掌握的内容

1.操纵稳定性的评价指标。

2.车辆坐标系。

3.稳态转向特性。汽车理论（PowerPoint版）3*第3页，共52页，2023年，2月20日，星期一一、基本内容

1．时域响应

2．频域响应

3．回正性

4．转向半径

5．转向轻便性

6．直线行驶性

7．典型行驶工况

8．极限行驶工况

9．转向盘中间位置操纵稳定性汽车理论（PowerPoint版）4*第4页，共52页，2023年，2月20日，星期一二、车辆坐标系与时域响应1．车辆坐标系

汽车理论（PowerPoint版）5*第5页，共52页，2023年，2月20日，星期一二、车辆坐标系与时域响应2．时域响应

SteadystateTransientstat3．稳态响应特性

不足转向中性转向过多转向汽车理论（PowerPoint版）6*第6页，共52页，2023年，2月20日，星期一二、车辆坐标系与时域响应

4．瞬态响应特性

反应时间—、超调量—波动频率—稳定时间—汽车理论（PowerPoint版）7*第7页，共52页，2023年，2月20日，星期一三、人—车闭路系统1.开路（环）系统2.闭路（环）系统

汽车理论（PowerPoint版）8*第8页，共52页，2023年，2月20日，星期一第一节概述四、汽车实验的两种评价方法

1．实车试验/驾驶模拟器

2．客观评价/主观评价五、时频响应的评价指标

1．方向盘角阶跃输入下的稳态响应

（1）增益曲线（2）增益（3）稳定性因数汽车理论（PowerPoint版）9*第9页，共52页，2023年，2月20日，星期一五、时频响应的评价指标

2．方向盘角阶跃输入下的瞬态响应

（1）或曲线（2）反应时间（3）衰减圆频率

3．横摆角速度频率响应特性

（1）共振峰频率f（2）1Hz时的相位滞后角汽车理论（PowerPoint版）10*第10页，共52页，2023年，2月20日，星期一第一节结束！汽车理论（PowerPoint版）11*第11页，共52页，2023年，2月20日，星期一第二节轮胎的侧偏特性

思考题

轮胎侧偏特性在汽车建模中的重要性？本节应掌握的内容

1.轮胎的侧偏特性

2.侧偏现象

3.附着椭圆汽车理论（PowerPoint版）12*第12页，共52页，2023年，2月20日，星期一第二节轮胎的侧偏特性一、基本概念二、轮胎坐标系

汽车理论（PowerPoint版）13*第13页，共52页，2023年，2月20日，星期一三、侧偏现象/侧偏曲线1．侧偏力—车轮中心沿Y轴方向作用有侧向力

汽车理论（PowerPoint版）14*第14页，共52页，2023年，2月20日，星期一2．侧偏现象—车轮行驶方向偏离车轮平面的方向。

汽车理论（PowerPoint版）15*第15页，共52页，2023年，2月20日，星期一3．侧偏力—侧偏角曲线汽车理论（PowerPoint版）16*第16页，共52页，2023年，2月20日，星期一四、侧偏特性的影响因素

汽车理论（PowerPoint版）17*第17页，共52页，2023年，2月20日，星期一四、侧偏特性的影响因素汽车理论（PowerPoint版）18*第18页，共52页，2023年，2月20日，星期一四、侧偏特性的影响因素汽车理论（PowerPoint版）19*第19页，共52页，2023年，2月20日，星期一四、侧偏特性的影响因素汽车理论（PowerPoint版）20*第20页，共52页，2023年，2月20日，星期一四、侧偏特性的影响因素汽车理论（PowerPoint版）21*第21页，共52页，2023年，2月20日，星期一四、侧偏特性的影响因素汽车理论（PowerPoint版）22*第22页，共52页，2023年，2月20日，星期一五、回正力矩

汽车理论（PowerPoint版）23*第23页，共52页，2023年，2月20日，星期一五、回正力矩汽车理论（PowerPoint版）24*第24页，共52页，2023年，2月20日，星期一五、回正力矩汽车理论（PowerPoint版）25*第25页，共52页，2023年，2月20日，星期一第二节结束！汽车理论（PowerPoint版）26*第26页，共52页，2023年，2月20日，星期一第三节线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应

思考题

怎样简化为……模型？本节应掌握的内容

1.假设条件

2.公式推导

3.时域响应特性、频域响应特性汽车理论（PowerPoint版）27*第27页，共52页，2023年，2月20日，星期一一、数学模型

1．假设前轮转角输入平面运动线性轮胎两轮摩托车。汽车理论（PowerPoint版）28*第28页，共52页，2023年，2月20日，星期一一、数学模型

2．模型

汽车理论（PowerPoint版）29*第29页，共52页，2023年，2月20日，星期一二、稳态响应1．稳态响应

稳态时：

const，则线、角加速度均为零。解方程可得稳态横摆角速度增益，即转向灵敏度：

其中—稳定性因数（s2m-2）

汽车理论（PowerPoint版）30*第30页，共52页，2023年，2月20日，星期一二、稳态响应2．稳态响应的三种类型

K=0—中性转向：

K>0—不足转向：，特征车速

K<0—过多转向：，临界车速汽车理论（PowerPoint版）31*第31页，共52页，2023年，2月20日，星期一二、稳态响应2．稳态响应的三种类型

汽车理论（PowerPoint版）32*第32页，共52页，2023年，2月20日，星期一二、稳态响应

2．稳态响应的三种类型

汽车应具有适度的不足转向特性？？前轮转角：转向半径：汽车理论（PowerPoint版）33*第33页，共52页，2023年，2月20日，星期一二、稳态响应3．表征稳态响应的参数（1）

汽车理论（PowerPoint版）34*第34页，共52页，2023年，2月20日，星期一※作业证明：汽车理论（PowerPoint版）35*第35页，共52页，2023年，2月20日，星期一二、稳态响应3．表征稳态响应的参数

（2）转向半径的比值

当时，

汽车理论（PowerPoint版）36*第36页，共52页，2023年，2月20日，星期一

汽车理论（PowerPoint版）37*第37页，共52页，2023年，2月20日，星期一三、瞬态响应1．瞬态响应：

（1）推导瞬态时，二自由度方程的两个未知数可以是和，通过消元法消去，得到的一元二阶常系数微分方程。由常微分方程的性质或解法—先得到其通解和特解，最后得到正常汽车（小阻尼）的。

汽车理论（PowerPoint版）38*第38页，共52页，2023年，2月20日，星期一或

汽车理论（PowerPoint版）39*第39页，共52页，2023年，2月20日，星期一三、瞬态响应（2）表征瞬态品质好坏的参数

a)固有圆频率

汽车理论（PowerPoint版）40*第40页，共52页，2023年，2月20日，星期一三、瞬态响应（2）表征瞬态品质好坏的参数

b)阻尼比

c)反应时间

d)峰值反应时间汽车理论（PowerPoint版）41*第41页，共52页，2023年，2月20日，星期一三、瞬态响应2．瞬态响应的稳定条件

：（1）时，只要就收敛。（2）时，应为正值，即。过多转向汽车，的车速为临界车速。，不稳定。，与稳态响应的临界车速是一样的。汽车理论（PowerPoint版）42*第42页，共52页，2023年，2月20日，星期一四、频率响应特性1．频率响应特性

：幅频特性、相频特性2．富氏变换：

汽车理论（PowerPoint版）43*第43页，共52页，2023年，2月20日，星期一四、频率响应特性2．富氏变换：

式中－－的富氏变换。－－的富氏变换。频率响应函数：

汽车理论（PowerPoint版）44*第44页，共52页，2023年，2月20日，星期一四、频率响应特性2．富氏变换：

幅频特性：

要求共振频率高些，通频带宽些，以保证操纵平稳。

相频特性：

要求相位差小些，以保证反映灵敏。

汽车理论（PowerPoint版）45*第45页，共52页，2023年，2月20日，星期一

汽车理论（PowerPoint版）46*第46页，共52页，2023年，2月20日，星期一四、频率响应特性3．评价汽车操纵稳定性的5个参数

（1），即稳态增益，a

。（2）共振峰频率。（3）共振时的增幅比，对应超调量。（4）低频时的相位滞后角应小些，。（5）高频时的相位滞后角应小些，。汽车理论（PowerPoint版）47*第47页，共52页，2023年，2月20日，星期一

汽车理论（PowerPoint版）48*第48页，共52页，2023年，2月20日，星期一