车辆悬架四分之一整车模型Simulink建模仿真.docx

车辆悬架四分之一整车模型的Simulink建模与仿真车身质心加速度 相对动载荷 悬架动行程 Simulink建模与仿真运用simulink中的状态空间模型计算四分之一车模型的，ACC，DTL和SWS。首先运用吴志成老师一片文献的方法利用simulink建立路面不平度模型，生成路面谱。所运用的公式如下：qt=-0.111*v*qt+0.111*40*Gqn0*v利用上述式子得出路面不平度生成如下所示：图1 路面谱生成因为选择的是E级路面，40KM/h，因此增益2和3分别为，11.1111和8.5333。此外，限带白噪声功率的大小为白噪声的协方差与采样时间的乘积。又白噪声WE(t)的协方差满足下式：EwEtwEt+=22v()此处()为脉冲函数，并且选择采样时间为0.01s，则计算可得白噪声功率为8.9*10-3。计算的路面不平度均方根值为0.0531m。四分之一车模型根据拉格朗日方程有下式：状态空间模型：xb=z2 xw=z1 kt=k1 ks=k2 mb=m2 mw=m1 xr=u建立状态方程和输出方程，在此选取状态变量向量为：X=z1,z2,z1,z2输入向量为：u=qt则输出向量为Y=z2,z2,z1-u*ktm2*g,z2-z1建立如下的状态方程和输出方程：X=AX+BuY=CX+du解得A，B，C，D分别为：A=000 10001-(k1+k2)/m1k2/m2k2/m1-k2/m2-c/m1c/m1c/m2-c2/m2B=0 0 k1m1 0C=k2m2 -k2m2 cm2 -cm2; 0 1 0 0;k1m2g 0 0 0;-1 1 0 0D=0 0-k1m2g 0将各个已知量代入即可得出具体的矩阵。从而有下面的simulink仿真：图2 simulink仿真模型图3 车身质心垂直加速度时域特性图（ACC）ACC的均方根值为3.99ms-2。Acc的功率谱密度：运用pxx,m=psd(ddz2,512,100);plot(m,pxx)xlabel(频率 /Hz)ylabel(功率谱密度/(ms-2)2/Hz)title(acc功率谱密度)图形如下：图4 车身质心加速度功率谱密度图5 车身质心位移的时域特性曲线Z2的均方根值为0.0587m.图6 相对动载荷的时域特性均方根值为0.7464还是运用上面的式子计算相对动载荷的功率谱密度：得图如下图7 相对动载荷功率谱密度图8 悬架动行程的时域特性均方根值为0.0316m悬架动行程的功率谱密度如下图：图9 悬架动行程功率谱密度不同阻尼比和固有频率对上述几个值的影响：程序如下：得到的图形如下：图10 阻尼比，固有频率对车身加速度的影响图11 阻尼比，固有频率对相对动载荷的影响图12 阻尼比，固有频率对悬架动行程的影响