车辆悬架四分之一整车模型Simulink建模仿真.docx
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车辆悬架四分之一整车模型Simulink建模仿真
车辆悬架四分之一整车模型的Simulink建模与仿真车身质心加速度相对动载荷悬架动行程Simulink建模与仿真
运用simulink中的状态空间模型计算四分之一车模型的，ACC,DTL和SWS首先运用吴志
成老师一片文献的方法利用simulink建立路面不平度模型，生成路面谱。
所运用的公式如下：
q（t）=-0.111?
?
?
?
?
?
?
?
+0.111?
40?
"?
（?
?
）?
?
?
利用上述式子得出路面不平度生成如下所示：
因为选择的是E级路面，40KM/h，因此增益2和3分别为，11.1111和8.5333。
此外，限带白噪声功率的大小为白噪声的协方差与采样时间的乘积。
又白噪声WE（t）的协方差满足下式：
E[?
?
?
（t+T]=2?
?
?
?
?
?
?
?
（?
?
）
此处S（为脉冲函数，并且选择采样时间为0.01s，则计算可得白噪声功率为8.9*10-3。
计算
的路面不平度均方根值为0.0531m。
四分之一车模型根据拉格朗日方程有下式:
MbXbC（Xb
Xw）
ks（XbXw
MwS&CXw&
ksXw
Xb
ktxw
Xr
ks=k2mb=m2mw=m1xr=u
状态空间模型：
xb=z2xw=z1kt=k1
建立状态方程和输出方程，在此选取状态变量向量为：
X=[z1,z2,?
?
1?
?
2'
输入向量为:
k2
[m2
D=[00-
k1
m2g
0]
将各个已知量代入即可得出具体的矩阵。
从而有下面的
simulink仿真:
u=[qt]
则输出向量为
kt
Y=
[?
?
2z2,（z1-
U）?
m2?
g
z2-z1]'
建立如下的状态方程和输出方程:
X=
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
=
?
?
?
?
?
?
?
?
解得A,B,C,D分别为：
0
0
10
0
0
01]
A=[-（?
?
1
+?
?
2）/?
?
1
?
?
2/?
?
1
-?
?
/?
?
1?
?
/?
?
1]
?
?
2/?
?
2
-?
?
2/?
?
2?
?
/?
?
2-?
?
2/?
?
2
k1
B=[0°mr°]
k2cck1
m2m2-mr010°；mg000;-1100]
图2simulink仿真模型
图3车身质心垂直加速度时域特性图（ACC
ACC的均方根值为3.99ms-2。
Acc的功率谱密度：
运用
[pxx,m]=psd（ddz2,512,100）;
plot（m,pxx）
xlabel（'频率/Hz'）
ylabel（'功率谱密度/（ms-2）A2/Hz'）
title（'acc功率谱密度'）
图形如下:
图4车身质心加速度功率谱密度
图5车身质心位移的时域特性曲线
Z2的均方根值为0.0587m.
图6相对动载荷的时域特性
均方根值为0.7464
还是运用上面的式子计算相对动载荷的功率谱密度:
得图如下
5
1—
图7相对动载荷功率谱密度
图8悬架动行程的时域特性
均方根值为0.0316m
悬架动行程的功率谱密度如下图:
悬架动:
亍程功率谱密度
O06
05
04
0-2
5101520253035404550
频率恤
图9悬架动行程功率谱密度
不同阻尼比和固有频率对上述几个值的影响:
程序如下：
]_
e5=d.1:
0.L:
j.5毛5个盟足比
2-
>jtTv^]-^.色悵主
3-
田11.62.2IS3.44]：
黑贯農糙
4-
acc^zerosL.10:
5-
dtl^ierosI1Tl（i:
6-
S^iSfQShl°;
:
—
pU[0.10,5d.6C.70.SLL2L.41,S1,E22.22.i2.ff2.8
33.：
3.43
.63,84］：
$因育频車
S_
fori=l：
5
?
-
forj=l:
22
10-
k2=plj）^x31：
.5;
11-
c=2t«i（i）t（k2t3l7.5）'Q.5
12-
sin（zuit.au）:
玄边行§二jolint
13-
uc（j）=（sun（ddz2.*2）/5004?
*0.5;
J4二
evs（j）=；5ui（z2_z：
/2）/50（4i'（1.5；
15-
chi'j'-（sun^cdrh.'2z5C041'0.5;
16-
fnd
K-
figMre（l）;
13-
巩曲pl^acc,?
coloiJ.ys'ij/lLn^^dtKjkdfi）
为-
timr月尼山離解崗车身陋郎影呵；
20-
ilabel（T闻有麵窜）;
21-
ylatel「车身方根僵n/m：
加_
ftidm
23-
holdon
24-
figure
（2）
25-
plot'color3jjsii）,}LinelTidthJ,kd（i1
诜-
1Ltk（」用尼扫El有规军对相的轉mw的;
27―
xlsbelC固有麵至/BT）:
28_
ylabelC相对訂载荷均方根値「；
29-
pidon
30-
holdon
31-
fitureU）
32-
platpl.sv^,ealor\yE（ti}/I,infi¥idfh\id（i1
33-
titleCIS尼比,園有頻箪时县嘶程的帥丨;
34-
ilabelC@^m/Kz?
）;
閒-
ylabelC昌架动冇狀均方根值V）
郭-
KXllK）
3：
-
holdon
39-
（nd
得到的图形如下:
阻尼比，固有频率对车身加速度的影响
0.511.522.S33.5
固有频率，出
ST—-5
IO-
图10阻尼比，固有频率对车身加速度的影响
阻尼比，固有频率对悬架动行程的魁响
0511522.533.5
固有频率旧丄
J1
■
5
Au
«o
Lo
3oo
图11阻尼比，固有频率对相对动载荷的影响
5
4.
5362515
3.21O
固有频率，Hi：
图12阻尼比，固有频率对悬架动行程的影响
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