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：

利用上述式子得出路面不平度生成如下所示：

图1路面谱生成

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：

此处

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：

状态空间模型：

xb=z2xw=z1kt=k1ks=k2mb=m2mw=m1xr=u

建立状态方程和输出方程，在此选取状态变量向量为：

输入向量为：

则输出向量为

建立如下的状态方程和输出方程：

解得A，B，C，D分别为：

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：

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）^2/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

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：

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：

得到的图形如下：

图10阻尼比，固有频率对车身加速度的影响

图11阻尼比，固有频率对相对动载荷的影响

图12阻尼比，固有频率对悬架动行程的影响