机械工程控制基础大作业(1).doc

悬架是汽车的车架（或承载式车身）与车桥(或车轮）之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并减少由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。1.悬架系统的数学模型 （1)从研究车辆行驶平顺性的目的出发，建立图1所示的数学模型.在此主要考虑对行驶平顺性影响最大的垂直震动.建立方程传递函数 悬架系统传递函数框图(2）2.利用Matlab对悬架系统进行分析2。1利用Matlab分析时间响应(1)当Kb分别为5、10、20时，系统在单位阶跃输入作用下的响应的程序和图像t = 0：0。01：10；nG=0.5 1 10；dG=4 5 20；G1=tf（nG,dG)；nG=1 2 20；dG=5 9 40；G2=tf(nG,dG)；nG=2 4 40;dG=6 17 80;G3=tf(nG，dG）；y1，T=impulse（G1，t）；y1a，T=step（G1，t）；y2,T=impulse（G2，t）；y2a，T=step（G2,t）；y3，T=impulse（G3，t）；y3a,T=step(G3,t)；subplot（121），plot(T,y1,T，y2,-,T，y3,）legend（kb=5，kb=10，kb=20）xlabel(t（sec）),ylabel(x（t）)；grid on；subplot（122),plot(T，y1a,T，y2a，T，y3a,-)legend（kb=5,kb=10，kb=20）xlabel（t(sec），ylabel(x（t)）;grid on；（2)当Kb分别为5、10、20时,系统的瞬态性能指标程序和数据t=0：0。01：10;yss=0.5;dta=0。02;nG=0.5 1 10;dG=4 5 20；G1=tf(nG,dG）;nG=1 2 20;dG=5 9 40;G2=tf（nG，dG）;nG=2 4 40；dG=6 17 80;G3=tf（nG，dG)；y1=step（G1,t)；y2=step（G2，t)；y3=step（G3，t）；r=1;while y1(r)yss;r=r+1;endtr1=(r1）*0。01;ymax,tp=max(y1）;tp1=（tp-1）0。01;mp1=(ymaxyss）/yss;s=1001；while y1(s)0.5dta&y1（s）0.5+dta；s=s1;endts1=（s1）*0。01；r=1；while y2（r)yss；r=r+1；endtr2=(r-1）*0。01;ymax，tp=max（y2）； tp2=（tp1)0。01;mp2=（ymax-yss）/yss；s=1001;while y2（s)0.5-dtay2（s）0。5+dta;s=s1;endts2=（s-1）*0。01；r=1;while y3(r）=3；n=n+1；endWb=w（n）2。3利用Matlab分析系统的稳定性den=4 5 20；K=10；num1=K;Gm1 Pm1 Wg1 Wc1=margin（num1，den）;K=100；num2=K;mag， phase，w=bode（num2，den);Gm2 Pm2 Wg2 Wc2=margin(mag， phase，w)；20log10(Gm1） Pm1 Wg1 Wc1；20log10（Gm2) Pm2 Wg2 Wc2den=5 9 40;K=10;num1=K；Gm1 Pm1 Wg1 Wc1=margin（num1,den）；K=100；num2=K；mag， phase，w=bode（num2,den);Gm2 Pm2 Wg2 Wc2=margin（mag, phase,w);20*log10（Gm1） Pm1 Wg1 Wc1；20log10（Gm2) Pm2 Wg2 Wc2den=6 17 80；K=10;num1=K;Gm1 Pm1 Wg1 Wc1=margin(num1，den)；K=100；num2=K；mag, phase，w=bode(num2，den)；Gm2 Pm2 Wg2 Wc2=margin（mag, phase,w)；20*log10（Gm1） Pm1 Wg1 Wc1；20log10(Gm2） Pm2 Wg2 Wc22。4利用Matlab设计系统校正校正前系统的Bode图和程序k=10numg=0.5 1 10；deng=4 5 20；num,den=series（k，1,numg，deng)；w=logspace(1,2，200）;mag，phase，w=bode(tf(num，den)，w）;Gm，Pm，Wcg,Wcp=margin（mag，phase,w)；Phi=(50Pm+5）pi/180;alpha=（1sin(Phi）/（1+sin（Phi）);%M=10log10（alpha)*ones（length(w）,1);semilogx（w，20log10（mag（：），w,M）;grid on；校正后系统的Bode图和程序k=10;numg=0。5 1 10;deng=4 5 20；numgc=0。081 1；dengc=0.186 1；nums，dens=series（numgc,dengc,numg，deng）；num，den=series（k，1，nums，dens)；%w=logspace(-1,2，200)；mag,phase，w=bode(tf（num，den),w）；Gm,Pm,Wcg，Wcp=margin(mag，phase，w）；bode（tf（num,den），w）；grid；title（相位裕度=，num2str（Pm）)；