主动悬架matLAB分析
运用Matlab对主动悬架系统仿真分析
Internal Combustion Engine &Parts
1设计目的
随着人们对生活质量水平要求的不断提高，汽车在设计时对于舒适性要求也越来越高。汽车的悬架系统是衡量在汽车在行驶过程中的平顺性、操纵稳定行的重要指标。
汽车的悬架系统虽然结构较为简单，但汽结构参数无法随外界条件变化，因而极大的限制了悬架系统的性能。而动悬架系统逐渐取代了原来的被动悬架系统，采用激励器取代弹性和阻尼元件，可以根据汽车的运动状态和当前激励大小主动反应，使其始终处于稳定的工作状态。本文将利用MATLAB 强大的计算功能以及仿真系统对汽车悬架系统的动力过程进行建模分析。
2设计背景
利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。这里所指的模型包括物理的和数学的，静态的和动态的，连续的和离散的各种模型。所指的系统也很广泛，包括电气、机械、化工、水力、热力等系统，也包括社会、经济、生态、管理等系统。当所研究的系统造价昂贵、实验的危险性大或需要很长的时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的研究手段。通过进行仿真，我们能够直接模拟真实场景所产生的影响，而不是非要花费代价去做出来然后进行实验，这样可以极大的节省人力物力财力，而且在仿真过程中，我们可以很便捷的对某一个或者一些项目进行更改然后继续进行仿真操作，可以不断的进行仿真过程直到找到最优解。
3建立汽车悬架系统的动力学模型3.1汽车振动研究的主要问题
汽车在行驶过程中的平顺性和安全性是至关重要的，同时平顺性和安全性对汽车的油耗和车身体积也有影响。因此，保证汽车运行过程中的平顺性和安全性是十分重要的。世界上比较有实力的汽车公司基本上分布在美国和欧洲，相比之下中国的汽车行业虽有着十来家比较大型的汽车制造企业，但还存在一定的差距，所以提高汽车的平顺性已经成为了必然的趋势。
运用MatlabSimulink对主动悬架动力学仿真与分析
运用Matlab/Simulink对主动悬架动力学仿真与分析
摘要：基于主动悬架车辆1/4动力学模型，采用LQG最优调节器理论确定了主动悬架的最优控制方法，利用matlab软件建立了主动悬架汽车动力学仿真模型，并用某一车型数据进行了动力学分析和仿真，仿真输出量可作为评价主动悬架的控制方法和与平顺性有关的车辆结构参数的依据。
关键词：主动悬架仿真 Matlab
Dynamics Simulation Of Vehicle Active-suspension By Using MATLAB
Abstract: Linear-Quadratic-Gaussian(LQG) optional regulator theory is applied to optional control of active-suspension based on quarter vehicle dynamics model of active-suspension. Using MATLAB software，dynamics on model of vehicle of active-suspension is established to make analysis and simulation according to some actual data .Simulation output can be used to evaluate the control method of active-suspension and structure parameters of vehicle in relation to ride performance.
汽车主动悬架系统建模及动力特性仿真分析
汽车主动悬架系统建模及动力特性仿真分析对于汽车主动悬架系统建模和动力特性仿真分析，可以分为两个方面，即建模和仿真。
首先是汽车主动悬架系统的建模。建模的目的是通过数学方程和物理
模型来描述悬挂系统的运动和特性。建模可以从两个方面入手，一是车辆
运动模型，二是悬挂系统模型。
车辆运动模型是描述车辆整体运动的数学模型，它包括车辆的质心、
惯性力、加速度等参数，并考虑到车辆在不同路面条件下的受力情况。一
般可以采用多自由度的运动方程来描述车辆的运动。
悬挂系统模型是描述悬挂系统特性的数学模型，它包括弹簧、阻尼、
悬挂支架等组成部分，并考虑到悬挂系统的动力学特性，如频率响应、刚度、阻尼等参数。根据悬挂系统的工作原理和设计参数，可以建立悬挂系
统的数学模型。
其次是动力特性的仿真分析。仿真分析的目的是通过数值计算和仿真
模拟来模拟和预测悬挂系统在不同工况下的动力特性。可以通过将建立的
悬挂系统模型和车辆运动模型导入仿真软件中进行仿真分析。
动力特性的仿真分析包括四个方面：路面输入、悬挂系统响应、车辆
运动和动力性能评估。
路面输入是指对车辆行驶过程中的路面输入进行模拟和预测，可以通
过信号生成器生成不同频率、振幅和相位的路面输入信号。
悬挂系统响应是指悬挂系统对路面输入做出的响应。可以通过差动方程、拉普拉斯变换等方法来求解悬挂系统的动态响应，并得到悬挂系统的
频率响应曲线、阻尼比、刚度等参数。
车辆运动是指车辆在不同路面输入下的运动情况，包括车辆的加速度、速度、位移等参数。可以通过对车辆运动模型进行数值计算和仿真模拟来
模拟和预测车辆的运动情况。
基于ADAMS和MATLAB的汽车主动悬架联合仿真研究
基于ADAMS和MATLAB的汽车主动悬架联合仿真研究
基于ADAMS和MATLAB的汽车主动悬架联合仿真研究
1. 引言
在现代汽车工业中，悬挂系统是保证车辆行驶平稳性和乘坐舒适性的重要组成部分。传统的汽车悬挂系统是被动的，通过弹簧和减振器来吸收路面不平造成的冲击力，但对于不同路面条件和行驶动态的应对能力有一定的局限性。随着科技的进步和人们对驾驶体验的要求提高，汽车的主动悬挂系统逐渐得到了广泛关注。主动悬挂系统能够通过感知路面信息和车辆状态来实时调整悬挂参数，从而提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
2. 主动悬挂系统的工作原理
主动悬挂系统由悬挂执行机构、传感器和控制算法等组成。传感器用于感知路面信息和车辆状态，悬挂执行机构负责实时调整悬挂参数。控制算法根据传感器获取的信息来生成相应的控制策略，控制悬挂执行机构的工作。
3. ADAMS仿真模型建立
ADAMS是一款用于多体动力学仿真的软件，可以模拟机械
系统的动力学行为。在本研究中，我们使用ADAMS软件建立了主动悬挂系统的仿真模型，包括车身、车轮、悬挂执行机构等。通过在ADAMS中定义悬挂系统的各个参数和控制策略，我们可以模拟不同工况下悬挂系统的工作状态。
4. MATLAB控制算法设计
MATLAB是一款强大的数学计算和仿真软件，我们使用MATLAB来设计主动悬挂系统的控制算法。在控制算法设计中，我们需要考虑路面信息的感知、悬挂参数的调节等因素。通过
MATLAB的编程和仿真工具，我们可以方便地设计和验证不同
控制策略的性能。
5. 联合仿真与分析
在ADAMS和MATLAB的联合仿真中，我们将MATLAB中设计的控制算法与ADAMS中的悬挂系统模型相结合，进行系统级的仿真和分析。通过联合仿真，我们可以模拟车辆在不同路面条件下主动悬挂系统的工作情况，评估系统的控制性能和对车辆行驶动态的影响。
基于MATLAB仿真的汽车悬架控制研究-车辆工程专业
基于MATLAB仿真的汽车悬架控制的研究
摘要
随着我国的科学及技术和社会经济的快速发展。根据公安部和中国汽车流通协会的统计，仅2019年，中国就登记了2578万辆新车，居世界首位。到2020年，中国汽车保有量已达2.6亿辆，并稳步增长。这也带来了一系列的问题，其中行车安全性和乘坐的舒适性受到顾客的关注。而在未来的社会中汽车购买的主力军会是女性，女性对汽车的舒适性是最敏感的，汽车的悬挂系统在汽车舒适性中占据主导地位。本文主要对汽车的汽车的主动悬架系统进行建模和分析，从而让汽车的安全性、舒适性和平顺性得到明显的提高，使汽车的行驶不在受路面的影响。
通过对汽车的悬架系统的类别、组成、工作的原理和发展的程度进行了概括性的介绍，根据汽车悬架系统的发展情况，对通过数学模型的建立和仿真，探讨了汽车主动悬架系统的结构和工作原理，通过仿真的结果分析汽车主动悬架在汽车行驶期间的工作状态和在不同路况下对汽车行驶的影响。利用Simulink模块建立整车悬架系统的仿真模型，观察不同悬架类型对汽车行驶的安全性、舒适性和平顺性的影响，根据仿真结果，得出结论，分析主动悬架系统能否发挥理论上的作用。
最后，基于Matlab/SimuLink对车辆主/被动悬架系统进行建模，并进行仿真分析。得出的结论是，主动悬架系统可以有效地提高车辆的安全性，舒适性和舒适性。
【关键词】汽车悬架，MATLAB，Simulink，主动悬架，被动悬架
Research on Automobile Suspension Control Based on
MATLAB软件在汽车悬架系统的模拟与分析中的应用
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.
运用MatlabSimulink对主动悬架动力学仿真与分析
运用Matlab/Simulink对主动悬架动力学仿真与分析
摘要：基于主动悬架车辆1/4动力学模型，采用LQG最优调节器理论确定了主动悬架的最优控制方法，利用matlab软件建立了主动悬架汽车动力学仿真模型，并用某一车型数据进行了动力学分析和仿真，仿真输出量可作为评价主动悬架的控制方法和与平顺性有关的车辆结构参数的依据。
关键词：主动悬架仿真 Matlab
Dynamics Simulation Of Vehicle Active-suspension By Using MATLAB Abstract: Linear-Quadratic-Gaussian(LQG) optional regulator theory is applied to optional control of active-suspension based on quarter vehicle dynamics model of active-suspension. Using MATLAB software，dynamics on model of vehicle of active-suspension is established to make analysis and simulation according to some actual data .Simulation output can be used to evaluate the control method of active-suspension and structure parameters of vehicle in relation to ride performance.
基于ADAMS-MATLAB的汽车主动悬架联合优化设计与控制
在各种CAD、CAE、CAM技术中，利用虚拟样机技术对机械和控制系统进行联合仿真技术是近年来发展较快的一种。ADAMS/Controls模块和MATLAB的联合仿真为机械和控制系统的联合仿真提供了一种全新的方法。在传统设计中，机械工程师和控制工程师虽然在共同设计开发一个系统，但是他们都需要各自建立一个模型，然后采用不同分析软件，对机械系统和控制系统进行独立的设计、调试和试验。最后建造一个物理样机，进行机械系统和控制系统的联合调试。如果发现问题，机械工程师和控制工程师又需回到各自的模型中，修改系统，然后再进行物理样机的联合调试。使用ADAMS/Controls控制模块，机械工程师和控制工程师可以共享一个虚拟样机模型，进行设计、调试和试验。可以利用虚拟样机对机械系统和控制系统进行反复的联合调试，直到获得满意的设计效果，然后再进行物理样机联合调试。
汽车主动悬架系统建模及动力特性仿真分析
汽车主动悬架系统建模及动力特性仿真分析首先，我们需要对汽车主动悬架系统进行机械建模。主动悬架系统主要由减震器、弹簧、控制器和执行器组成。减震器负责吸收车辆运动过程中的冲击力，提供较好的悬挂效果；弹簧则起到支撑车身和调整悬挂硬度的作用；控制器负责监测车辆的运动状态，并根据传感器的反馈信号调整悬挂硬度；执行器负责根据控制信号改变减震器的工作状态。这些组成部分可以用方程和图表表示，以便进行后续仿真分析。
接下来，我们可以进行汽车主动悬架系统的动力特性仿真分析。在仿真分析中，我们可以改变各个部件的参数，如弹簧硬度、减震器阻尼、控制器的响应时间等，以观察这些参数对悬挂系统的影响。通过仿真分析，我们可以得到不同参数下悬挂系统的动力特性，如车辆的悬挂位移、车身加速度、车轮载荷等。
同时，我们也可以通过仿真分析来验证主动悬架系统对车辆行驶稳定性和驾驶舒适性的改善效果。比较不同参数下的悬挂系统对车辆悬挂位移和车身加速度的变化，可以评估不同参数下的系统性能。此外，还可以通过对比不同参数下车轮载荷的变化来了解悬挂系统对车辆操控性的改善效果。通过这些仿真分析，我们可以得到最佳的悬挂系统参数，以优化车辆的行驶稳定性和驾驶舒适性。
总之，汽车主动悬架系统的建模和动力特性仿真分析是对该系统性能评估的重要环节。通过对系统进行机械建模和动力仿真分析，可以得到系统的动力特性，并评估系统的改善效果。这些分析结果将为系统设计和优化提供指导，以满足驾驶者的驾驶需求和提高汽车悬挂系统的性能。
运用MatlabSimulink对主动悬架动力学仿真与分析
运用Matlab/Simulink对主动悬架动力学仿真与分析
摘要：基于主动悬架车辆1/4动力学模型，采用LQG最优调节器理论确定了主动悬架的最优控制方法，利用matlab软件建立了主动悬架汽车动力学仿真模型，并用某一车型数据进行了动力学分析和仿真，仿真输出量可作为评价主动悬架的控制方法和与平顺性有关的车辆结构参数的依据。
关键词：主动悬架仿真 Matlab
Dynamics Simulation Of Vehicle Active-suspension By Using MATLAB Abstract: Linear-Quadratic-Gaussian(LQG) optional regulator theory is applied to optional control of active-suspension based on quarter vehicle dynamics model of active-suspension. Using MATLAB software，dynamics on model of vehicle of active-suspension is established to make analysis and simulation according to some actual data .Simulation output can be used to evaluate the control method of active-suspension and structure parameters of vehicle in relation to ride performance.
基于Matlab的汽车主动悬架控制器设计与仿真..
《现代控制理论及其应用》课程小论文
基于Matlab的汽车主动悬架控制器设计与仿真
学院：机械工程学院
班级：ＸＸＸＸ（XX）
姓名：X X X
2015年6月3号
河北工业大学
目录
1、研究背景 (3)
2、仿真系统模型的建立 (4)
2.1被动悬架模型的建立 (4)
2.2主动悬架模型的建立 (5)
3、LQG控制器设计 (6)
4、仿真输出与分析 (7)
4.1仿真的输出 (7)
4.2仿真结果分析 (9)
5、总结 (10)
附录：MATLAB程序源代码 (11)
（一）主动悬架车辆模型 (11)
（二）被动悬架车辆模型 (12)
（三）均方根函数 (13)
1、研究背景
汽车悬架系统由弹性元件、导向元件和减振器组成,是车身与车轴之间连接的所有组合体零件的总称,也是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间一切力传递装置的总称,其主要功能是使车轮与地面有很好的附着性,使车轮动载变化较小,以保证车辆有良好的安全性,缓和路面不平的冲击,使汽车行驶平顺,乘坐舒适,在车轮跳动时,使车轮定位参数变化较小,保证车辆具有良好的操纵稳定性。
(a)被动悬架系统(b)半主动悬架系统(c)主动悬架系统
图1 悬架系统
汽车的悬架种类从控制力学的角度大致可以分为被动悬架、半主动悬架、主动悬架3种（如图1所示）。目前,大部分汽车使用被动悬架,这种悬架在路面不平或汽车转弯时,都会受到冲击,从而引起变形,这时弹簧起到了减缓冲击的作用,同时弹簧释放能量时,产生振动。为了衰减这种振动,在悬架上采用了减振器,这种悬架作用是外力引起的,所以称为被动悬架。半主动悬架由可控的阻尼及弹性元件组成,悬架的参数在一定范围内可以任意调节。主动悬架是在控制环节中安装了能够产生上下移动力的装置,执行元件针对外力的作用产生一个力来主动控制车身的移动和车轮受到的载荷,即路面的反作用力。随着电控技术的发展，微处理器在车辆中的应用已经日趋普遍,再加上作动器、可调减振器和变刚度弹簧等重大技术的突破,使人们更加注对主动悬架系统的研究。
matlab 悬架运动方程 计算
matlab 悬架运动方程计算
Matlab悬挂运动方程的计算
悬挂系统在汽车工程中扮演着重要的角色，它对汽车的稳定性、舒适性和操控性都有着重要影响。因此，研究和分析悬挂系统的运动特性是非常重要的。在本文中，我们将介绍如何使用Matlab来计算悬挂系统的运动方程。
悬挂系统的运动方程描述了悬挂系统中各个部件的运动规律。通过求解这些方程，我们可以得到悬挂系统在不同工况下的响应和性能指标。为了简化问题，我们将以简单的单自由度悬挂系统为例进行讨论。
单自由度悬挂系统是指悬挂系统中只有一个自由度的运动。在这种系统中，悬挂质量可以看作是一个单独的质点，悬挂系统的运动可以用质点的运动来描述。假设悬挂系统的质量为m，阻尼系数为c，弹簧刚度为k，外界激励力为F。根据牛顿第二定律，悬挂系统的运动方程可以表示为：
m*a + c*v + k*x = F
其中，a是悬挂系统的加速度，v是悬挂系统的速度，x是悬挂系统的位移。
为了求解上述方程，我们需要给定初始条件和外界激励力。在实际
应用中，初始条件和激励力可能会随时间变化，因此需要采用数值方法来求解运动方程。
在Matlab中，我们可以使用ode45函数来求解悬挂系统的运动方程。ode45函数是Matlab中常用的求解常微分方程的函数，它采用的是龙格-库塔法。下面是一个求解悬挂系统运动方程的例子：
```Matlab
function suspension()
m = 1000; % 悬挂质量
c = 100; % 阻尼系数
k = 1000; % 弹簧刚度
tspan = [0 10]; % 求解时间范围
基于MATLAB的汽车悬架分析
基于MATLAB的汽车悬架分析
作者：王首政宗可统姚廪
来源：《科技风》2018年第16期
摘要：本文对汽车悬架二自由度振动模型进行分析，运用牛顿第二定律法求得运动微分方程并建立汽车悬架两自由度振动模型，通过MATLAB得到非簧载质量和簧载质量与路面不平度之间的振幅比以及在比值最大时对应的共振频率。
关键词：汽车悬架；振动；MATLAB
1 项目背景
汽车的平顺性主要是将汽车在行驶过程中产生的振动和冲击对乘员舒适性的影响保持在一定界限之内，因此平顺性主要根据乘员主观感觉的舒适性来评价。悬架是影响汽车平顺性的重要因素，因此可以通过对汽车悬架的研究分析来研究汽车的平顺性问题。汽车行驶时，汽车的振动主要由路面不平度、发动机、传动系以及车轮等旋转部件引起。通常情况下，路面不平度是汽车振动的基本输入，本文主要讨论由路面不平度引起的汽车振动问题。
2 问题建模分析
2.1 模型的分析
为了进一步便于问题的分析，我们将模型做进一步简化，将原本五自由度系统简化为二自由度系统。假设如下：（1）假设汽车四个车轮对称且各车轮所受的路面激励相同；（2）将车身视为具有集中质量的刚体，仅考虑车身的垂直对汽车平顺性的影响；（3）将汽车座椅与车身看为一个整体，两者刚性连接。
简化后的模型如图1，系统只有车身垂直方向和车轮垂直方向上的两个自由度。
m1为车轮簧下质量（kg）；m2为车身质量，也即汽车的簧上质量（kg）；Z1车轮在垂直方向上的位移（m）；Z2为车身（簧载质量）在垂直方向上的位移（m）；K为汽车悬架的刚度（N/m）；C为汽车悬架减振器的平均阻尼系数（N·s/m）；Kt为轮胎的垂直刚度
基于Matlab的车辆主动悬挂控制研究
基 于 Ｍ ｔ ｂ的车辆 主动悬挂控制研究 ａａ ｌ
杨 小刚 （ 兰州 交通大 学 机 电工 程学 院 ， 兰州 ７ ０ ７ ） ３ ０ ０ ’
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｃ ｉｅ ｖｂ ａ ｉｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｆ ｒｖ ｈｃｅ ｖｂ ａ ｉｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ｂ ｓ ａ ｃ ｎ ａ ｔ ｉｒ ｔ ｏ ｔｏ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｉｌ ｉｒ ｔ ａ ｅ ｎ ｍａ ｌ ｖ ｏ ｔ ｏ ｏ ａ
主动悬挂方式成为铁路车 辆悬挂 系统 发展 的必然趋势。国 内外 许 多学者对主动悬挂系统进行 了研究 。本文建立 了一个具有六 自由度 的客车横向振动力 学模 型及动力学运动方程 ，运用线性
四个轮对 的横移 ：
Ｍ １ ２ ｌｖ＋ ｍ ＝Ｃｊ ＋ ２ ／ ｋ， １ １＝ Ｙ （， ｌ
半轴齿轮计算转矩 ； 行 星齿轮计算转矩 ，２Ｏ Ｔ； Ｔ＝ ． １ ６
—
—
—
—
齿轮材料许 用扭转剪切应力 ， Ｐ 。 Ｍ ａ
２２７ 齿轮 弯曲强度 可 靠度 约束 ．．锥
星 ≤Ｒ 即Ｉ
…
（０ 设计数学模型转化为非模糊优化数学模型 ，并对其 约束进行规 １）
（ １ １）
Ｒ
格化处理 ， 转化 为普通优化设计数学模 型。 模型是一个具有 ３ 个
设计 变量 、 ４～ １） 式（ ）（ １所示 １ 个不等式约束优化设计问题。 ２
基于MATLAB的主动悬架的最优控制分析
仿 真路 面参数
Ｂ缴 路 回 小半 Ｊ 芟糸 数
数值
２ ０ 数值
单位 Hale Waihona Puke Baidu
ｍ／ ｓ 单位
车速 ｖ 性 能动态指标 车身加速度加权系数 悬架动挠度加权系数 轮 胎 动 位 移 加 权 系 数 能量约束 系数
１
仿 真模 型 如 图 ４
对… ｛ ∥ ｉ ‰
３ 、最 优 控 制 理 论
ｕ ｉ ｓｎｇ Ｎ
ＬＡＢ ／ Ｉ Ｕ ＬＩ ＳＭ ＮＫ ， ｔ ｙ ｔ ｍ ｏ ｅ ａ ｕ ｌ ａ ｅ ｏ ｉ ｈｅｓ ｓｅ ｍ ｄ ｌ ｓｂ ｉ ｎｄｕｓ ｄ ｆ ｒｓｍｕｌｔ ｎ。 Ｔｈｅｒ ｓ ｔ ｈｏ ｅ ｈ ｔａ ｔ ｅ ｗ ｔ ａｉ ｏ ｅ ｕｌ ｓ ｗ ｄ ｔ ａ ｃ ｉ ｓ ｖ
ｓ ｓ ｎｓｏ ｓｂ ￣ｅ ｈ ｎ ｐ ｓｉ ｅｓ ｐｅ ｓｏ ｕ ｐｅ ｉ ｎ ｉ ｅ ｒｔ ａ ａ ｓｖ ｕｓ ｎ ｉ ｎ。
Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄｓ ｏ ｉ ａ ｏ ｒ ｌ ２ Ｄ ； ａ ｔｖｅｓ ｐ ｎｓｏ ｙ ｒ ： ｐｔｍ ｌｃ ｎｔｏ ； － ｃ ｉ ｕｓ ｅ ｉ ｎ： Ｍ ＡＴＬＡＢ／ Ｉ ＵＬＩ Ｋ ＳＭ Ｎ
４ 、仿真及结果分析
仿 真 参数 如表 ｌ
表 １
模 型对 研 究悬架 系 统 的性 能是十 分 重要 的 。 本文 采用 文 献 ［］中提 出 的路 面模 型 ，对 Ｂ级路 面进 行仿 真 。路 面 ２ 模 型如 下 其 中为 下截止 频 率 ，为路 面 不平度 系 数 ，为
基于MATLAB的汽车悬架仿真研究
基于MATLAB的汽车悬架仿真研究
汽车悬挂系统是汽车的重要组成部分，其性能直接影响了车辆的操控性、乘坐舒适性和安全性。为了优化汽车悬挂系统的设计，提高车辆的性
能和乘坐舒适度，研究人员利用MATLAB进行悬挂系统仿真研究。
首先，进行汽车悬挂系统的建模。悬挂系统主要由弹簧和减震器组成，其目的是吸收和减轻车辆运动中的震动和冲击力。通过在MATLAB中建立
悬挂系统的数学模型，可以模拟和分析悬挂系统在不同路况条件下的工作
原理。
其次，进行悬挂系统的参数优化。汽车悬挂系统的参数包括弹簧刚度、减震器阻尼系数等。通过在MATLAB中调整这些参数，可以模拟不同参数
值下悬挂系统的性能。在仿真过程中，可以通过分析车辆的加速度、车身
倾斜角度等指标来评估悬挂系统的性能，从而选择出最佳的参数值。
第三，模拟不同路况下的汽车悬挂系统工作。在真实的道路环境中，
汽车悬挂系统需要应对不同的路况，如减速带、颠簸路面等。在MATLAB 中，可以通过导入实际道路数据，对悬挂系统在不同路况下进行仿真。通
过模拟不同路况下的车辆动态响应，可以评估悬挂系统的性能和稳定性。
最后，进行悬挂系统控制策略的研究。在现代汽车中，许多悬挂系统
都配备了主动控制装置，可以根据路况和驾驶员的要求调整悬挂系统的工
作状态。在MATLAB中，可以将悬挂系统与控制算法相结合，进行悬挂系
统控制策略的仿真研究。通过模拟不同控制算法下悬挂系统的响应，可以
评估控制策略对车辆性能的影响。
综上所述，基于MATLAB的汽车悬挂仿真研究能够帮助优化悬挂系统
的设计和参数选择，提高车辆的操控性、乘坐舒适性和安全性。通过模拟
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PID控制的四分之一车辆主动悬架仿真基本条件：
路面路谱模型建立：
采用随机路面输入，随机路面不平度函数如公式
（2）：q t ' 2 n01uq t 2 n0 G q n0 u w t
（2
）
其中，n01为下截止空间频率，n01 =0.011m-1；n0 0.1为参考频率，G q n0 路面不平度系数0.000064（查《汽车理论》，B 级路面）；w t 是均值为零、power 为0.1 的带限白噪声，采样频率1000；u 是汽车行驶车速24（m/s）；q t 为路面位移激励。
仿真模型建立：主动悬架：
被动悬架：
路面激励：
PrDdUCT
∆φ
*
⅛α≡ OenVBtNe
GSine
b ⅛e ς∣rai □
>r4
白噪声路面输入模型
所采用的值是B级路面，直接调用MATLAB的白噪声模块，激励图如图所示
有无PID 控制即主动与被动悬架模型仿真结果对比（黄线为被动，绿线为主动）车身加速度：
从车身加速度值可以看出，在没有PID控制模块的影响下，被动悬架的车身加速度最高可达0.6 数值，在有了PID控制的主动悬架的
基础上，车身加速度被有效控制在了0.2 以内，极大的增加了乘车的舒适性，保证了汽车的一个平顺性指标。
车身加速度与路面激励的频率特性：
悬架动挠度：
从悬架位移进行分析，主动悬架与被动悬架在变化规律上基本相同，但是被动悬架与主动悬架相比，其动作频率更高，也就是说，在保持一定车身加速度的情况下，主动悬架在尽可能的减小来自地面的一个冲击，所以主动悬架的变化频率明显高于被动悬架。
悬架动挠度与路面激励频率特性：
架，这是因为加入了主动 PID 的一个控制，导致轮胎的一个工作条件 受到了更大的一个冲击，这是我们在过程中要进行避免的。 动
载荷与路面激励的频率特性：
轮胎动载
从轮胎所受的载荷上进行分析， 在被动悬架的动载荷小于主动悬
由仿真结果可知，通过反馈控制调节，更大程度上是为了使人们得到一个更大的舒适性，也就是平顺性。相比于其他两个参数，我们更加看重的参数是车身加速度这一个参数，通过PID 主动悬架的一个调节，我们能明显的将车身加速度降下来，这也代表我们达到了目的，同时也对整车的一个操纵稳定性提出了挑战，悬架的位移和轮胎的动载荷都被加大了。