基于MATLAB的汽车平顺性的建模与仿真

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2020年第17期·67·文章编号：2095－6835（2020）17－0067－03基于MATLAB 的二自由度和四自由度汽车振动模型分析金琦珺，罗骞＊（武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉430070）摘要：以普通乘用车为例，将汽车简化成独立悬架整车二自由度与四自由度动力学模型，根据牛顿第二定律求出系统的运动微分方程，并利用MATLAB 研究了汽车振动的频率响应特性，求解得到该振动系统的固有频率和各主振型，绘制出车身、前后轴振动对前后轮激励的频率响应曲线图。

并着重研究了轮胎阻尼对汽车平顺性的影响。

该研究能够对减轻汽车振动及提高汽车行驶平顺性提供一定有益的参考。

关键词：MATLAB ；二自由度：四自由度；自由振动中图分类号：TH701文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2020.17.0261引言机械振动对于人类的生产生活来说是一把双刃剑，既可以服务于人类，又对人类的生产活动有重大危害。

机械振动既有有利的一面也有有害的一面。

需对振动进行动态分析，通过研究物体偏离平衡位置的位移、速度、加速度等的动态变化来达到目的。

在物体的平衡点附近出现的物体的来回运动，有线性和非线性两种振动模式。

由于外界对系统的激励或作用，使得机械设备产生噪声及有损于机械结构的动载荷，从而影响设备的工作性能和寿命。

尤其是发生共振情况时，可能使机器设备受到损坏，所以急需对机械振动的相关原理进行研究。

为了合理减小振动对设备的危害，充分利用振动进行机器运作，对机械振动产生的规律进行了探讨和研究。

随着计算机智能系统的快速发展，相关的仿真技术都出现了极大的提升空间，在日常的生产活动中，人们经常用到的相关软件有adams 、abaqus 等。

目前MATLAB 计算机软件在计算机的仿真方面使用更加广泛一些，MATLAB 是一款拥有强大绘图能力的工程计算高级计算机语言。

ｑ ） ｋ Ｉ￣）ｔ （ ＝ ０ｏ（ｄ ｔ ａｔ
式中，（为白 ｆ 噪声， 。２ ｑｏ 。 ） ｋ＝￣ （） ｎＵ
（ ３ ）
当移动 平 台速度 ｕ １ ｍ／ 路面 为 Ｃ级 时 ： ＝． ｓ ２ ，
ｋ ：２ｃ ０１ ４ ５ × ０ １ ｏ ７Ｘ ．× ２ ６ １ ～Ｘ ． ． ４ （ ） ２＝００ ８ ４ ３
０ 引言
随 着科技 的发 展 ，移 动机 器人 已普遍 应用于 工 业 、农 业 、军事侦 察 、空间探 索等 领域 ，其 中 ，移 动 机 器人 的行 进 方式 仍 然 以轮 式 应用 最 为广 泛 。 通 常情 况下 ，多数 轮式移 动机 器人 没有安 装悬架 系 统 或安 装悬 架 系统 后模 型 中未 考虑其 对整体 机构 影 响 ，而 只考虑 行机构 上 ，使其变 为冗 余机构 ，单 独对轮 式悬架
声通 过 积 分 器 产 生 或 由 一 白噪 声 通 过 成 形 滤 波 器
产生 ，本文 将采 用第 一种 方法 生成路 面输 入 ：
路面 功率谱 密度 函数 表达 式如下 ：
／ 、一
Ｇｑ
（＝ｑｏｎ ｗ２ Ｇｎ —ｌ（＝ ） （）０／ Ｉ『 ）
（ １ ）
将其 转化 为时 间频 率 下 路 面 不 平 度 垂 直 速 度 功 率谱 密度 ：
移 动载体 进 行研 究较 少 口。对于 非结构 环境 下 的轮 】 式 悬架移 动平 台而 言 ，悬 架 的运动 学以及动 力学 分 析 是轮式 悬架 移动 平台设 计 、运 动校 核的重 要 内容 之 一 。悬 架的重 要评价 指标 有 悬架 的动挠 度 、 轮 胎 的动 载 荷和车 身加速 度 ，这些参 数对悬 架 的设 计 起 到 重 要 作用 】 此外 ，车 身 俯 仰 角及 侧 倾 角 。 的变化规 律关 系到车 体的控 制策略 。 本 文 针 对轮 式悬 架 移 动 平 台 ，对 非 结 构 路 面 情 况 进 行 了 分 析 并 建 立 模 型 Ｌ，之 后 对 轮 式 悬 架 ８ 】 移 动 平 台悬 架 系统 的动 挠 度 、轮 胎 动 载 荷 、车 身 垂 向加 速 度 、车 身 俯 仰 角 及 车身 侧 倾 角 等 重 要 指

10.16638/ki.1671-7988.2021.03.010基于MATLAB/Simulink的车辆转向稳定性的仿真研究马园杰，周旭（湖北汽车工业学院机械工程学院，湖北十堰442000）摘要：汽车的操纵稳定性是衡量汽车安全性最基本的指标之一，影响汽车行驶稳定性的基本因素主要有横摆角速度与质心侧偏角，将汽车简化为二自由度模型，建立关于横摆角速度与质心侧偏角的转向微分方程。

基于MA TLAB/Simulink软件建立仿真模型，对前轮转向与四轮转向典型的二自由度汽车模型进行仿真分析。

对比两轮转向和四轮转向的稳定性。

且四轮转向采用线控转向，将线控转向系统与四轮转向系统的优点结合起来，观察采用线控对汽车稳定性的影响。

关键词：二轮转向；四轮转向；横摆角速度；质心侧偏角中图分类号：TP391.9；U463.41 文献标示码：A 文章编号：1671-7988(2021)03-34-03 Simulation Research on Vehicle steering stability based on MATLAB/SimulinkMa Yuanjie, Zhou Xu（Department of Mechanical Engineering, Hubei University of Automotive Technology, Hubei Shiyan 442000）Abstract:Vehicle handing stability is the index to measure automobile safety. Yaw velocity and side slip angle are the basic factors that affect the vehicle handing stability. Simplify the car to two degree of freedom model. This paper establi -shed the differential equations of Yaw velocity and side slip angle. Using the MA TLAB/Simulinl to create the simulation model and analyze the stability of Vehicle steering system. Combine the advantage of the wire steering system with four wheel steering , Observe its effect on stability.Keywords: Two wheel steering; Four wheel steering; Yaw velocity; Side slip angleCLC NO.: TP391.9; U463.41 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)03-34-03前言随着人们对现代汽车安全性及操纵稳定性的关注，汽车行驶稳定性越来越成为人们备受关注的焦点。

[精品]基于MATLAB的汽车动力性和燃油经济性仿真1. 简介汽车动力性和燃油经济性是评价一辆汽车性能的两个重要指标。

基于MATLAB的仿真可以帮助工程师和研究人员更好地理解汽车的动力性能和燃油经济性，从而优化设计和改进汽车技术。

本文将介绍基于MATLAB的汽车动力性和燃油经济性仿真的方法和技术。

2. 动力性仿真汽车的动力性指的是汽车加速性能、最高速度、扭矩特性等。

基于MATLAB的动力性仿真可以通过建立数学模型来预测和评估汽车的动力性能。

以下是一个基本的汽车动力性仿真流程：- 建立车辆动力学模型：可以使用MATLAB的Simulink工具箱，将汽车的运动学、动力学和能量转换等方程建立为一个系统模型。

- 定义输入信号：输入信号可以包括驾驶员的驾驶指令、动力系统的输入等。

例如，加速踏板的输入信号可以用一个阶跃函数模拟。

- 仿真和分析：运行仿真模型，获取汽车的速度、加速度、油耗等数据。

通过对仿真结果的分析，可以评估汽车的动力性能，比较不同设计和控制策略的效果。

3. 燃油经济性仿真燃油经济性是指车辆在单位里程下消耗的燃油量，通常以百公里行驶的油耗来表示。

基于MATLAB的燃油经济性仿真可以通过模拟车辆的行驶过程和能量转换来评估汽车的油耗。

以下是一个基本的燃油经济性仿真流程：- 建立车辆行驶模型：可以使用MATLAB的Simulink工具箱，将车辆的行驶阻力、发动机效率、行驶工况等建立为一个系统模型。

- 设置行驶循环：选择合适的行驶循环来模拟不同的驾驶工况，如城市驾驶、高速驾驶等。

- 仿真和分析：运行仿真模型，获取车辆的行驶速度、驱动力、油耗等数据。

通过对仿真结果的分析，可以评估汽车的燃油经济性，比较不同设计和控制策略的效果。

4. 结论基于MATLAB的汽车动力性和燃油经济性仿真可以为汽车工程师和研究人员提供一个快速、准确和可靠的评估工具。

通过仿真分析，可以优化汽车的设计和控制策略，提高汽车的性能和燃油经济性。