基于不同自由度车辆模型的操纵稳定性分析.doc

摘要:操纵稳定性是汽车的重要使用性能之一，被称为“高速车辆的生命线”。车辆操纵稳定性的理论主要研究不同自由度下的车辆模型的动力学，工程中常常通过各种动力学仿真软件搭建车辆的数学模型，并对其进行仿真分析来研究不同工况下的瞬态及稳态响应。论文首先介绍了操纵稳定性的概念以及衡量操纵稳定性的几个参数，然后详细介绍了二自由度车辆模型（侧向运动自由度和和横摆运动自由度）和三自由度车辆模型（在二自由度车辆模型基础上引入了侧倾运动自由度）以及七自由度车辆模型（在二自由度车辆模型基础上引入了纵向运动自由度以及四个车轮的转动自由度）。论文列出了动力学微分方程，并且利用Matlab中的Simulink分别搭建了数学模型。对模型进行了转向盘角阶跃输入下瞬态响应分析和稳态响应仿真。针对不同工况下的仿真结果进行分析，提出提高车辆操纵稳定性的建议。

关键词：操纵稳定性；角阶跃输入；瞬态；稳态；Simulink仿真

目录

摘要

Abstract

第一章  绪论-3

1.1 研究背景以及目的和意义-3

1.2 国内外的研究现状-3

1.3 本文所作的工作-5

第二章  车辆操纵稳定性研究须知-6

2.1 汽车操纵稳定性包含的内容-6

2.2 车辆坐标系的选取-6

2.3 操纵稳定性的评价方法以及时域响应的评价指标-7

2.4 不足转向的前提-8

第三章 二自由度车辆操纵稳定性模型-10

3.1 线性二自由度车辆模型的动力学微分方程-10

3.2 利用空间状态方程法通过Simulink搭建模型-12

3.3 仿真结果与分析-14

第四章 三自由度车辆操纵稳定性模型-17

4.1 线性三自由度车辆模型的动力学微分方程-17

4.2 利用经典积分法通过Simulink搭建模型-20

4.3 仿真结果与分析-23

第五章 七自由度车辆操纵稳定性模型-27

5.1 七自由度车辆模型的动力学微分方程-27

5.1.1 整车模型-27

5.1.2 魔术公式轮胎模型-28

5.1.3 整车模型与魔术公式轮胎模型的联结-30

5.2 利用经典积分法通过Simulink搭建模型-32

5.3 仿真结果与分析-36

第六章  总结与展望-40

6.1 总结-40

6.2 展望-40

参考文献-41

致谢-42