MATLAB软件在汽车悬架系统的模拟与分析中的应用选编.doc

摘要 汽车悬架系统是整个汽车中非常重要的一个环节，它性能的好坏直接影响到汽车的平顺性和安全性，而主动悬架系统能使汽车的乘坐舒适性以及操纵稳定性和安全性得到很大程度的提高，因此，主动悬架系统是现代汽车的一个发展方向。 本文分别对汽车的被动悬架系统和主动悬架系统建立了双轴四自由度的模型， 列出了这两种模型的状态方程，并结合现代控制理论中的线性调节器理论对主动悬架的控制原理进行了分析。 本人在分析悬架系统工作特性的基础上使用了c 语言对MATLAB软件进行了二次开发，开发出的这套软件它能对不同型号的被动悬架系统和主动悬架系统汽车进行模拟仿真，并进行分析，因此命名为SAS软件(以下简称SAS)。利用SAS软 件对被、主动悬架进行了模拟分析，根据模拟的结果对被动悬架和主动悬架汽车的性能进行了对比分析，并对其平顺性进行了评价。 关键词:悬架、主动、被动、MATLAB模拟 ABSTACT Suspension system is one of the most important part in the whole automobiles. Its performance influences directly on ride comfort and safety of auto. Active-suspension is able to improve greatly the performances of auto such as ride comfort, security and stability. Hence developing and designing the active-suspension is the important direction in the future. In the paper ,I set up two four-freedom models about passive suspension and active-suspension of vehicles, and list their state space equations. Moreover, I analyze the controlling principle of active-suspension by using the modern controlling theory. I develop a set of software based on the MATLAB software by using C language according to suspension performance. Its main functions are to simulate the passive-suspension and active suspension about vehicles whose construction parameters are variable and then analyze the suspension. So I call this software SAS software (short for SAS). Using SAS software, I simulate the passive-suspension and active-suspension. According to the result after simulating, I analyze and compare performances of two kinds of suspensions, and furthermore evaluate the ride comfort on vehicles. Keywords: suspension active passive MATLAB simulation 第二 章 建立汽车悬架系统的状态方程 2. 2汽车被动悬架系统状态方程的建立 根据上一节的分析，我们可以把汽车被动悬架系统简化为一个如图2所示的1/2车辆模型。在此模型中汽车系统有四个自由度，分别为汽车车身的垂直振动、车身的俯仰、汽车前后两个轮胎的垂直振动。 图2 汽车被动悬架系统1/2车辆模型 图 2中: M, m 分别代表簧载质量(主要是车身质量)和非簧载质量(主要是车轮质量); Ib代 表车身的转动惯量 K。 代表轮胎刚度; a, b 分别代表质心离前轴的距离和质心离后轴的距离: kf, k ，分别代表前悬架和后悬架的刚度: cf, c ，分别代表前悬架和后悬架的阻尼系数: Zp, Z i, 2 2, Z 3, Z q, Z ，分别代表路面的位移、前轴的位移、车身在前轴的位移、后