基于MATLAB的汽车平顺性的建模与仿真.doc
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1、基于MATLAB的汽车平顺性的建模与仿真车辆工程专硕1601 Z1604050 李晨1. 数学建模过程1。1建立系统微分方程如下图所示,为车身与车轮二自由度振动系统模型:图中,m2为悬挂质量(车身质量);m1为非悬挂质量(车轮质量);K为弹簧刚度;C为减振器阻尼系数;Kt为轮胎刚度;z1为车轮垂直位移;z2为车身垂直位移;q为路面不平度.车轮与车身垂直位移坐标为z1、z2,坐标原点选在各自的平衡位置,其运动方程为:(1)1.2双质量系统的传递特性先求双质量系统的频率响应函数,将有关各复振幅代入,得:(2)(3)令:由式(2)得z2z1的频率响应函数: (4)将式(4)代入式(3)得z1-q的频
2、率响应函数:(5)式中:下面综合分析车身与车轮双质量系统的传递特性。车身位移z2对路面位移q的频率响应函数,由式(4)及(5)两个环节的频率响应函数相乘得到:(6)1。3车身加速度、悬架弹簧动挠度和车轮相对动载的幅频特性1.车身加速度对路面不平度的频率特性:(7)2。相对动载对路面不平度的频率特性车轮动载荷为:(8)车轮静载荷为:(9)(7)(7)则车轮与路面相对动载为:(10)车轮与路面间相对动载与路面不平度之间的传递函数为:(11)3。悬架动挠度对路面不平度的频率特性悬架动挠度为:(12)悬架动挠度与路面不平度之间的传递函数为:(13)2. 仿真过程通过建模,我们已经得到了各所需的传递函数
3、。下面要利用MATLAB的M文件进行仿真。2.1公式的进一步推导在公式(7)中,我们需要得到的是传递函数的分子和分母表达式,这样可以通过插值的方法计算传递函数,并以此计算出幅频特性.经进一步推导后我们可得公式(7)的分子为:分母为:同理,对公式(11)、(13)进行推导得:公式(11)分子为:分母为:公式(13)分子为:分母为:2.2M文件中代码的编写得到了所有传递函数的分子、分母,下面编写代码:1.一些系统参数的输入2。传递函数分子、分母的构建3。传递响应函数的构建及频响输出车身加速度对路面不平度响应特性:悬架动挠度对路面不平度响应特性:相对动载对路面不平度响应特性:2.3图形输出对比汽车理论教材上的内容,作出的曲线基本符合。
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