线性自由度汽车模型对前轮角输入的响应.PPTVIP

当t 0时 这是二阶常系数非齐次微分方程 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 前轮角阶跃输入的数学表达式为 即稳态横摆角速度 对应的齐次方程为 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 其特解为 根据ζ的数值，特征方程的根为 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 其通解可由如下特征方程求得 齐次方程的根为 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 ?ζ 1，称为大阻尼，ωr（t）单调上升；ωr（t）趋于ωr0 ，但当u ，ωr趋于无穷大； ?ζ=1，称为临界阻尼， ωr（t）单调上升趋于ωr 0； ?ζ1，称为小阻尼， ωr（t）是一条收敛于ωr 0的减幅正弦曲线。 当ζ1时 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 由运动起始条件确定积分常数C、A1、A2 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 ω0值应高一些为好。 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 表征响应品质好坏的4个瞬态响应的参数 （1）横摆角速度ωr波动的固有（圆）频率ω0 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 （2）阻尼比ζ 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 （3）反应时间τ 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 （4）达到第一个峰值ωr1的时间ε 当ζ≤1时，只要 为正值，就收敛，否则发散而不稳定。 k1、k2为负值， 恒为正值。 当ζ≤1时，齐次微分方程的解均收敛而趋于0。 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 2.稳态响应的稳定条件 应为负值才收敛，即 应为正值。 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 当ζ≥1时，特征根必须为负值，齐次微分方程的解才收敛趋于0。 的第一项为正 的第一项为负 不足转向时 过多转向时 * 第五章 汽车的操纵稳定性 ?本节将首先建立线性二自由度汽车模型，在此基础上，分析汽车的稳态响应特性、瞬态响应特性和频率响应特性。 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 返回目录 一、线性二自由度汽车模型运动微分方程 1.建模中假设 2）忽略悬架的作用；车身只作平行于地面的平面运动，绕 z 轴的位移、绕 y 轴的俯仰角和绕 x 轴的侧倾角均为零，且 ； 3）汽车前进速度不变。 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 思考：车辆坐标系中，汽车共有多少个自由度？ ?在上述假设下，汽车被简化为只有侧向和横摆两个自由度的两轮汽车模型。 1）忽略转向系统的影响，直接以前轮转角作为输入； ?假定汽车 ay≤0.4g，轮胎侧偏特性处于线性范围内；不计地面切向力FX、外倾侧向力 、回正力矩 TZ、垂直载荷的变化对轮胎侧偏刚度的影响。 x y 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 2.两轮汽车模型及车辆坐标系 ?确定汽车质心（绝对）加速度在车辆坐标系的分量ax和ay。 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 3.运动学分析 沿Ox轴速度分量的变化为 上式除以Δt并取极限得 考虑到 很小并忽略二阶微量 同理可得 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 考虑到δ角较小 4.二自由度汽车动力学分析 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 质心侧偏角 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 由于 整理后得二自由度汽车运动微分方程式 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 代入运动微分方程式得 1.稳态响应 稳态时ωr为定值 消去v 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 二、前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应 —等速圆周行驶 称为稳态横摆角速度增益，也称转向灵敏度。 K—稳定性因数。 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 ? R 与 u 无关，汽车具有中性转向的特性。 1）中性转向 当 K=0 时，由 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 2.稳态响应的三种类型 L δ δ R0 u O ?当汽车低速转向时，离心力很小，FY1和FY2也很小。 ?中性转向汽车的转向半径R等于汽车以极低车速转向（忽略侧偏角）时的转向半径R0。 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 由于 K0，所以RR0 且 u↑→ R↑ 汽车具有不足转向特性 ?横摆角速度增益为与轴距L相等的中性转向汽车横摆角速度增益的一半。 ? 称为特征车速