行驶动力学建模、仿真及主动悬架控制器设计
利用MATLAB的汽车主动悬架动力学仿真
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基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计
基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计一、概述本文以悬架系统为研究对象，运用多体动力学理论和软件，从新车型开发中悬架系统优化选型的角度，对悬架系统进行了运动学动力学仿真，旨在研究悬架系统对整车操纵稳定性和平顺性的影响。
文章提出了建立悬架快速开发系统平台的构想，并以新车型开发中的悬架系统优化选型作为实例进行阐述。
简要介绍了汽车悬架系统的基本组成和设计要求。
概述了多体动力学理论，并介绍了利用ADAMS软件进行运动学、静力学、动力学分析的理论基础。
基于ADAMSCar模块，分别建立了麦弗逊式和双横臂式两种前悬架子系统，多连杆式和拖曳式两种后悬架子系统，以及建立整车模型所需要的转向系、轮胎、横向稳定杆等子系统，根据仿真要求装配不同方案的整车仿真模型。
通过仿真分析，研究了悬架系统在左右车轮上下跳动时的车轮定位参数和制动点头量、加速抬头量的变化规律，以及汽车侧倾运动时悬架刚度、侧倾刚度、侧倾中心高度等侧倾参数的变化规律，从而对前后悬架系统进行初步评估。
1. 悬架系统的重要性及其在车辆动力学中的作用悬架系统是车辆的重要组成部分，对车辆的整体性能有着至关重要的作用。
它负责连接车轮与车身，不仅支撑着车身的重量，还承受着来自路面的各种冲击和振动。
悬架系统的主要功能包括：提供稳定的乘坐舒适性，保持车轮与路面的良好接触，以确保轮胎的附着力，以及控制车辆的姿态和行驶稳定性。
在车辆动力学中，悬架系统扮演着调节和缓冲的角色。
当车辆行驶在不平坦的路面上时，悬架系统通过其内部的弹性元件和阻尼元件，吸收并减少来自路面的冲击和振动，从而保持车身的平稳，提高乘坐的舒适性。
同时，悬架系统还能够根据车辆的行驶状态和路面的变化，自动调节车轮与车身的相对位置，确保车轮始终与路面保持最佳的接触状态，以提供足够的附着力。
悬架系统还对车辆的操控性和稳定性有着直接的影响。
通过合理的悬架设计，可以有效地改善车辆的操控性能，使驾驶员能够更加准确地感受到车辆的行驶状态，从而做出更为精确的操控动作。
动力学控制系统的建模与仿真研究
动力学控制系统的建模与仿真研究动力学控制系统是指在系统运动中引入某种反馈控制，以调节系统运动状态的一类控制系统。
这种控制系统在生产制造、航空航天、军事装备、医疗设备等领域有着广泛应用。
动力学控制系统的建模与仿真研究是了解系统性能、设计控制算法、改善系统性能的基础。
1. 建立系统数学模型建立动力学控制系统的数学模型是系统分析和控制设计的基础。
系统数学建模建立在系统运动方程、控制物理效应和控制器性能等方面的基础上。
控制过程中，分析和建立系统的数学模型是很重要的。
在实际应用中，系统模型往往是基于物理学原理、信号处理、数学建模等多方面的知识综合得出的。
在建模过程中，尽量考虑系统的工作环境、工况变化等因素，以达到实际系统的代表性。
2. 研究控制算法动力学控制系统的控制算法包括开环控制、闭环控制、比例积分微分控制、自适应控制等。
各种控制算法具有各自的特点，针对不同类型的动力学系统，选择合适的控制算法是十分重要的。
在仿真研究中，根据建立的系统数学模型，可以进行不同控制算法的实验和比较，为实际控制设计提供依据。
3. 设计控制器在建立系统模型和研究控制算法的基础上，设计控制器是最终实现系统控制的关键。
控制器设计中需要考虑控制器的稳定性、性能指标、实用性等方面。
建立仿真模型可以用来评估不同控制器设计的运动轨迹和性能指标的差异，以便选择最优的控制算法和参数。
当然，在实际应用中，需要根据实际系统的特点进行调整、优化和评估。
4. 进行仿真实验动力学控制系统的仿真实验是为了验证控制器的性能和控制算法的有效性。
通过仿真实验，可以分析和比较不同的控制算法在同样的系统环境下的表现。
仿真实验可以使控制系统在尚未实施前进行性能预测和优化目标设计，它是设计和改良新的控制策略的一个重要工具。
待控制器设计和参数优化确定后，可以进行硬件验证，完成控制系统的软硬件设计。
总之，动力学控制系统的建模与仿真研究是掌握其性能特点、改善性能和设计控制器的基础。
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。
动力性能评估是指对悬挂系统的性能进行评估和比较，可以通过对悬挂系统的频率响应、稳定性、舒适性等指标进行计算和分析，来评估悬挂系统的动力性能。
总的来说，汽车主动悬架系统的建模和动力特性仿真分析是一项复杂而又重要的任务，通过对悬挂系统的建模和仿真，可以帮助设计和优化悬挂系统，提高车辆的悬挂效果和驾驶舒适性。
(完整word版)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 X2015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 (6)3、LQG控制器设计 (7)4、仿真输出与分析 (8)4.1仿真的输出 (8)4.2仿真结果分析 (11)5、总结 (11)附录：MATLAB程序源代码 (12)（一）主动悬架车辆模型 (12)（二）被动悬架车辆模型 (14)（三）均方根函数 (15)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。
基于PID控制的四分之一主动悬架仿真研究
基于PID控制的四分之一主动悬架仿真研究四分之一主动悬架是一种通过调节悬挂系统的阻尼和刚度来改变车辆悬挂特性的技术。
PID控制是一种经典的控制算法，可以用于调节系统的输出，以实现期望的性能。
本文将结合四分之一主动悬架和PID控制，进行仿真研究。
首先，我们需要建立四分之一主动悬架的数学模型。
四分之一主动悬架由主动悬挂器、汽车底盘质量、轮胎、地面以及传感器等组成。
根据牛顿力学原理和前馈力控制原理，可以得到四分之一主动悬架的运动方程。
其中，包括车辆质量、悬挂器质量、阻尼以及刚度等参数。
接下来，我们需要设计PID控制器来控制悬挂系统。
PID控制器由比例、积分和微分三个部分组成。
比例部分用于响应系统的当前误差，积分部分用于消除系统的积累误差，微分部分用于预测系统的未来误差。
通过调整PID控制器的参数，可以实现对悬挂系统的有效控制。
在进行仿真研究时，我们可以使用MATLAB/Simulink等工具来建立悬挂系统的数学模型，并实现PID控制算法。
首先，我们需要设置系统的输入和输出信号，并根据车辆运动学关系来计算系统的输出信号。
然后，我们可以使用PID控制器来对输出信号进行调节，并计算PID控制器的输出。
在仿真过程中，我们可以通过改变PID控制器的参数来观察系统的响应。
比如，增大比例项可以加快系统的响应速度，增大积分项可以减小系统的稳态误差，增大微分项可以提高系统的稳定性。
通过不断调整PID控制器的参数，我们可以找到最优的PID参数，以实现对悬挂系统的最佳控制。
最后，我们可以通过仿真结果来评估PID控制算法在四分之一主动悬架上的性能。
比如，我们可以通过比较不同PID参数下的系统响应曲线来评估控制效果，以及通过计算系统的稳态误差来评估控制精度。
同时，我们也可以通过计算系统的能耗来评估控制器的效率。
综上所述，基于PID控制的四分之一主动悬架仿真研究可以通过建立悬挂系统的数学模型和设计PID控制器来实现。
通过仿真研究，我们可以评估不同PID参数下的控制效果，并寻找到最优的PID参数，以实现对悬挂系统的最佳控制。
基于Simulink的车辆半主动悬架建模仿真及控制器设计
0引言车辆的安全性、操作稳定性及乘坐舒适性是车辆在行驶过程中非常重要的性能指标，而悬架系统作为车辆的重要部分，对其有重要的影响。
随着汽车技术的发展，车辆主动悬架慢慢地取代了被动悬架，而对于悬架控制器方面的设计也层出不穷。
常用的主动悬架的控制方法有自适应控制、模糊控制、神经网络智能控制及最优控制等，而最优控制作为现代控制理论的核心，理论基础最为完善。
通过线性最优控制算法，综合考虑悬架系统的各因素，设计一个半主动悬架最优控制策略，与被动悬架进行对比研究，从而起到对系统性能的改善。
1系统模型的建立结合研究对象建立如图1所示1/4车辆简化模型。
以牛顿运动定律为基础建立运动方程，如下：（1）同时建立滤波高斯白噪声路面的输入数学模型，如下：（2）式中，x g -路面的垂向位移（m ）；f 0-下截止频率（Hz ）；G 0-路面不平度系数（m 3/cycle ）；ω-期望值为零的高斯白噪声；u-前进速度（m/s ）。
由式（1）和式（2）将方程写成相应矩阵形式，可得系统的空间状态方程：（3）（4）式中为系统的状态矢量，其中x ̇b 为簧载质量速度；x b 为簧载质量位移；x ̇w 为非簧载质量速度；x w 为非簧载质量位移；x g 为路面位移；U 为作动器控制力输入矩阵；W为白噪声输入矩阵。
2控制器设计对于车辆悬架设计来说，主要性能指标有轮胎动位移（轮胎接地性）；悬架动行程（影响车身布置及结构设计）；车身垂向振动加速度（乘坐舒适性）。
由此利用最优控制理论可设计控制器性能指标的表达式如下：（5）式中q 1-轮胎动位移的加权系数，q 2-悬架动行程的加权系数，q 3-车身垂向振动加速度的加权系数，T-时域。
从表达式中可以看出三个加权系数的选取决定了悬架性能的好坏，如果悬架系统目标为提高乘坐舒适性，则可选择车身垂向振动加速度较大的权值；若悬架系统目标为提高车辆的操作稳定性，则可选择轮胎动位移较大的权值。
因此在本研究中选取车身垂向振动加速度的加权系数q 3=1。
汽车车辆动力学的建模与仿真
汽车车辆动力学的建模与仿真汽车车辆动力学是指研究汽车在行驶过程中受到的各种力的作用及其对车辆运动的影响的学科。
在现代汽车工业中，为了更好地设计汽车、提高汽车性能和安全性，建模与仿真技术成为了不可或缺的工具。
本文将重点讨论汽车车辆动力学的建模与仿真，以及其在汽车工程领域的应用。
汽车车辆动力学建模是指通过数学、物理等方法描述汽车在运动中受到的各种力和力矩的作用，将汽车系统简化为一系列数学模型。
这些模型可以用来研究汽车在不同路况、驾驶方式下的运动特性，如加速度、速度、转向和悬挂系统的响应等。
建模通常包括车辆动力学、车辆悬挂、车辆转向、车辆稳定性等方面的内容。
通过建模，工程师可以更好地了解汽车在不同情况下的运动规律，为汽车设计和优化提供依据。
在建模的基础上，仿真技术则是将建立的数学模型转化为计算机模型，并进行仿真计算。
通过仿真，工程师可以模拟汽车在不同条件下的运动状态，如加速、制动、转向等，评估汽车性能、安全性和稳定性。
仿真技术还可以用来研究汽车系统的优化设计，提高汽车的性能和安全性。
通过不断调整模型参数和条件，工程师可以找到最佳的解决方案，为汽车设计和制造提供参考。
汽车车辆动力学的建模与仿真在汽车工程领域有着广泛的应用。
首先，它可以帮助工程师更好地了解汽车在不同工况下的运动特性，评估汽车的性能和安全性。
其次，建模与仿真可以帮助设计师优化汽车结构和系统，提高汽车的动力性、操控性和燃油效率。
最后，建模与仿真还可以用来研究汽车的碰撞安全、行驶稳定性、轮胎抓地力等关键问题，为汽车的主动安全和 passagive安全提供支持。
总的来说，汽车车辆动力学的建模与仿真是汽车工程领域的重要技术手段，可以帮助工程师更好地理解汽车的运动规律，优化汽车的设计和性能。
随着计算机技术的不断发展，建模与仿真技术将在未来得到更广泛的应用，为汽车工程师提供更强大的工具来设计、研发和测试新型汽车。
基于ADAMSCar的汽车悬架系统_动力学建模与仿真分析毕业设计
毕业设计（论文）题目：基于ADAMS/Car的汽车悬架系统动力学建模与仿真分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日********大学毕业设计（论文）任务书姓名：院（系）：专业：班号：任务起至日期：毕业设计（论文）题目：基于ADAMS/Car汽车悬架系统动力学建模与仿真分析立题的目的和意义：汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。
汽车车辆动力学建模与仿真研究
汽车车辆动力学建模与仿真研究汽车车辆动力学是汽车工程的重要学科之一，其研究内容包括车辆运动、悬挂、转向、制动、驱动等方面。
为了更好地理解汽车动力学，进行科学的研究与优化，需要对汽车车辆动力学进行建模与仿真。
一、汽车车辆动力学建模汽车车辆动力学建模是指将汽车运动过程中的各个因素用数学模型表示出来，以便在计算机上进行仿真和分析。
1. 车辆模型车辆模型是汽车车辆动力学建模的基础，主要分为自由度模型和多体模型两种。
自由度模型通常包括垂直运动、横向运动和纵向运动三个自由度，其建模基于牛顿第二定律，包括了车辆的悬挂系统、车轮力、刹车等因素。
多体模型是指以整个车辆为一个多体系统进行建模，除了考虑车辆受力、受扭等因素外，还需要考虑车辆的刚度、弹性等因素。
2. 动力系统模型动力系统模型指的是发动机、变速器、传动系等部分的建模，主要用于模拟车辆行驶过程中的速度、加速度和所需的扭矩等参数。
这些参数可以帮助分析车辆的加速和制动性能，以及制定优化策略。
3. 环境模型环境模型包括路面状态、气象条件等因素，通过对这些因素的建模，可以更好地帮助预测车辆的行驶状态和性能。
例如，模拟不同路面条件下车辆的制动距离、转向响应和行驶稳定性等。
二、汽车车辆动力学仿真汽车车辆动力学仿真是通过计算机程序对汽车运动过程进行模拟，以评估汽车的性能、预测其行为并进行优化设计。
1. 动力学仿真动力学仿真主要用于分析车辆加速、制动和转向等性能。
通过仿真可以模拟不同车速下车辆的加速和制动距离、不同路面条件下车辆的制动力和转向响应等因素，从而得出优化设计的方案。
2. 悬挂系统仿真悬挂系统的仿真主要用于分析车辆在不同路面条件下的行驶稳定性和舒适性。
通过对悬挂系统进行仿真，可以预测不同路面下车辆的摇摆情况、平顺性能以及行驶性能等参数，为改进车辆悬挂系统提供设计方案。
3. 转向仿真转向仿真主要用于分析车辆在快速转向和超车等情况下的转向响应和稳定性。
通过对车辆转向系统的建模和仿真，可以分析车辆的稳定性、刹车距离和抓地力等因素，为设计更有效的转向系统提供方案。
汽车底盘悬架系统的动力学建模与优化设计
汽车底盘悬架系统的动力学建模与优化设计作为汽车底盘中重要的一部分，悬架系统承担着车身支撑以及减震的重要功能。
一个优秀的悬架系统可以提供良好的操控性和驾驶舒适性，对汽车的性能和安全性有着至关重要的影响。
本文将探讨汽车底盘悬架系统的动力学建模与优化设计，旨在提升汽车悬架系统的性能。
一、悬架系统动力学建模悬架系统的动力学建模是优化设计的基础。
动力学建模的目的是描述悬架系统在不同工况下的运动规律和力学特性。
常用的悬架系统动力学模型包括质点模型、弹簧-阻尼-质量模型以及多体动力学模型等。
质点模型是最简单的悬架系统动力学模型，它基于质点运动学和动力学原理来描述悬架系统的运动规律。
质点模型可以用来分析悬架系统的振动特性和悬架与车身的相对运动。
弹簧-阻尼-质量模型是一种常用的悬架系统动力学模型，它把悬架系统看作是由弹簧、减震器和质量单元组成的动力学系统。
这种模型能够更加准确地描述悬架系统的力学特性，包括悬架系统的减震性能和下垂量等。
多体动力学模型是最复杂的悬架系统动力学模型，它考虑了悬架系统的多个部件之间的相互作用。
多体动力学模型可以有效地预测悬架系统在复杂路况下的运动规律和力学响应。
二、悬架系统优化设计基于悬架系统的动力学模型，可以进行悬架系统的优化设计。
悬架系统的优化设计旨在提升汽车的操控性、驾驶舒适性和安全性。
1. 悬架系统刚度与减震器调校悬架系统刚度对汽车的操控性和驾驶舒适性有着重要的影响。
较高的悬架系统刚度可以提高车辆的操控性能，但对驾驶舒适性会产生不利影响。
因此，在悬架系统的优化设计中，需要根据车辆的使用环境和性能要求来选择合适的悬架系统刚度。
减震器是悬架系统中起到减震功能的重要部件。
通过对减震器的调校，可以改善车辆在不同路况下的驾驶舒适性和操控性能。
减震器调校需要考虑悬架系统的刚度、减震器特性以及车辆的动力学特性等因素。
2. 悬架系统动态特性与操控性优化悬架系统的动态特性对车辆的操控性能有着重要的影响。
车辆主动悬架控制器的仿真设计
２０ 学余 家头校 区 Ｙ ８号信箱 ５
编 ：４０ ６ ３０３
３ 丁 晓东 ，李 中川 ． 备用 电源 系统 的蓄 电池 在线 监测 技 术 ． 电源世界 ，２０ （） ７ ０ ００ ５ ：１—２ 《 起重运输机械》 ２０ （） Ｏ７ ２
收稿 日期 ：２０ —０ —０ ０６ ４ ３
延 长蓄 电池 寿命 的 目的。
参 考 文 献
１ 肖秀玲 ，王 贵 明 ，王金 灿 ． 基于 Ｄ ２３ Ｓ４ ８芯片 的 电动 车 蓄电池在线监测管理系统 ． 制造业 自动化 ，２０ Ｏ２
２ Ｄ ２ ３ ｍ ｒ Ｂ ｔ ｒ ｎｔｒ Ａ Ｌ Ｓ Ｓ ＭＩ ＯＮ Ｃ Ｏ Ｓ ４ ８ Ｓ ａ ｔ ａｔｙ Ｍｏ ｉ ．Ｄ Ｌ Ａ Ｅ Ｃ ＤＵ Ｔ Ｒ， ｅ ｏ
表明采用 Ｌ Ｇ控制方法 的主动悬架可 以较好地改善 车辆 的行驶平顺性和乘坐舒适性 。 Ｑ
关键词 ：主动悬架 ；Ｌ Ｇ控制器 ；仿真 Ｑ
Ａ ｓ ａｔ ｔｎｏｕｅ ｏ ｓ ｏｔ ａ ｃｎ ｏ ｔ ｏ ｅｉ ｉ ａ —Ｑ ａｒｔ —Ｇｕｓ ｎ （ Ｑ ｂｔ ｃ：Ｉｉ ｒ ｃｓｈｗｔ ｕｅ ｐｍ ｌ ｏｔｌｈ ｒ ｔ ｄ ｇ ａＬｎ ｒ ｕｄａｃ ａｓｉ Ｌ Ｇ）ｃｎ ｏｅ ｆ ｒ ｔｄ ｏ ｉ ｒ ｅ ｙ ｏ ｓ ｎ ｅ ｉ ａ ｏｔ ｌｒ ｏ ｒｌ ｒ
维普资讯
车 辆 主动 悬 架 控 制器 的仿 真 设 计
上 海理 工大 学机 械 工程 学院
摘
孙 跃东
王
冰
周
萍
李
春
要 ：建立 了基 于 １４车辆动力学和单 轮路面输 入模型 ，应用 最优控 制理论进行 车辆 主动悬架 的线性二 ／
次型最优 （ Ｑ Ｌ Ｇ）控制器的设计 ，并运用 ＭＡ１ Ｂ 邬Ⅵ Ⅱ 软件进行 路面输入 和 １４车辆 仿真分析 。仿 真结果 １Ａ ／ Ｉ皿 ／
车辆主动悬架耗散状态反馈控制器设计与仿真
６
用滤波 白噪声 来模 拟路 面输 入 － ： ２ Ｊ
之（）＝一 ￣ｏ （）＋ １ ／ ０ ｏ（） ，ｔ ２ ｆｚ ｔ ２Ｔ Ｇ ｕ ｔ ， ￣ 式中，（）高斯白噪声 ； Ｇ ： ｖｔ： ｏ路面不平度系数 ； ｕ ： ｏ车速 ；
：
（） １
｛ （ ｊ 一 Ｕ 【 ＝≥ ）（ － 二二 ６ ｍ 后一一 Ｉ 兰 ｋ ） 三 ｉ ｝
一 一
ｃ ２
式中： 地面对车轮 的激励位移 ， 车身垂直位移 ， 车轮垂直位移 ， 车身垂直加速度 ， ： ： ： ： 毛： 车轮垂直 加速度 ， １ 车身质 量 ， 车 轮质量 ， 悬 架 刚度 ， 车 轮等效 刚 度 ， 主 动悬 架控 制力 。 ｍ ：／ ４ ｍ ： ｋ： ｋ： ： 选取状态 向量 ＝（ 主 主 ）。 ， 在评价汽车乘坐舒适性、 行驶平顺性和操纵稳定性时 ， 有 ４ 项指标很重要 ， ： 即 车身加速度、 悬架动行程、 轮胎动位移和轮胎动载荷 ， 故选取输 出向量为 Ｙ （ ＝ ｋ（ 一 ） ， 以得 到 主动悬 架 系统 的状态 空间 方程 ： ｔ ）。 可
耗散系统理论 自 ２ 世纪 ７ 年代 由 Ｗｉｅ ｓ Ｏ Ｏ ｌｍ 提出以来 ， ｌ 在系统稳定性研究过程中起到重要的作用， 它的实质 内容是存在一个非负的储能函数 ， 使得系统能量变化总是小于外部能量的供给率…。Ｈ 控制
和无源 控制是 耗散 控制 的两 个特 例 。
１ 主动 悬 架 系统
男， 吉林长春人 ， 吉林大学教授 ， 主要 研究方 向为电液控制工程。
维普资讯
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理 工
学
院 学
报
第２ ４卷
《2024年连续可调阻尼减振器设计与半主动悬架的控制算法仿真》范文
《连续可调阻尼减振器设计与半主动悬架的控制算法仿真》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，车辆行驶的平稳性和舒适性越来越受到人们的关注。
连续可调阻尼减振器作为一种新型的减振装置，在提高车辆行驶的平稳性和舒适性方面具有重要作用。
本文将介绍连续可调阻尼减振器的设计原理及其实现在半主动悬架系统中的应用，并对其控制算法进行仿真分析。
二、连续可调阻尼减振器设计2.1 设计原理连续可调阻尼减振器通过改变阻尼力的大小，实现对振动能量的有效吸收和耗散。
其设计原理主要依赖于阻尼材料的特性以及结构设计。
在阻尼材料的选择上，需要选择具有高能量吸收、高稳定性及耐久性的材料。
在结构设计上，要考虑到阻尼力的调节范围、调节速度以及结构的紧凑性等因素。
2.2 结构设计连续可调阻尼减振器的结构设计主要包括活塞、阻尼材料、油封等部分。
其中，活塞的设计要考虑到其运动轨迹的精确性和稳定性；阻尼材料的选择和布置要保证其在各种工况下都能发挥良好的减振效果；油封的设计要保证油液的密封性，防止油液泄漏。
三、半主动悬架系统设计与实现3.1 半主动悬架系统原理半主动悬架系统通过调整减振器的阻尼力，实现对车辆振动的有效控制。
与传统的被动悬架相比，半主动悬架具有更高的控制精度和适应性。
在半主动悬架系统中，减振器是核心部件，其性能直接影响整个系统的性能。
3.2 半主动悬架系统实现在半主动悬架系统中，通过传感器实时监测车辆的振动情况，并将数据传输给控制器。
控制器根据接收到的数据，通过控制算法调整减振器的阻尼力，从而实现对车辆振动的有效控制。
此外，还需要对传感器和控制器进行优化设计，以提高系统的稳定性和可靠性。
四、控制算法仿真分析4.1 仿真环境与模型建立为了对半主动悬架系统的控制算法进行仿真分析，需要建立相应的仿真环境和模型。
仿真环境应包括车辆的动力学模型、路面模型、传感器模型、减振器模型等。
在建立模型时，需要考虑到各种因素的影响，以保证仿真的准确性和可靠性。
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。
两种车辆悬架系统的建模与控制仿真
两种车辆悬架系统的建模与控制仿真牟韵文;潘明;苏雪;翟江涛【摘要】车辆悬架系统作为汽车的一个重要组成部分,其性能好坏会影响到车辆的平顺性与稳定性.以1/4车辆模型为例,从被动悬架到主动悬架,将车辆悬架系统动力学原理与MATLAB仿真软件相结合,即首先利用动力学理论建立其数学模型,然后在仿真软件中建立其相对应的模型进而动态仿真,最后对比结果.实验结果表明,在车轮动载荷大致相同的条件下,设计的主动悬架有效地降低了车体的垂直加速度,与被动悬架相比,优化了约17％,提高了车辆在行驶过程的平顺性和驾驶的稳定性.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(034)023【总页数】4页(P73-75,79)【关键词】车辆;悬架系统;建模;控制仿真【作者】牟韵文;潘明;苏雪;翟江涛【作者单位】桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】U461.1随着社会经济的发展，人们的生活水平日益提高。
越来越多的个人、家庭拥有了属于自己的汽车。
乘坐汽车时，人们对于坐车舒适感的要求日渐提高，所以车辆在行驶时的平顺性和操纵的稳定性开始被更多专家所关注。
传统意义的汽车悬架系统多为被动悬架系统，其弹簧刚度和减震器阻尼系数是固定而不能改变的，这样的被动悬架系统很难适应人们乘坐汽车舒适性的要求。
为使车辆悬架系统在不同路面的激励作用和在不同行驶速度等外在条件的影响下，其操纵稳定性和行驶平顺性受到的影响较小，各种新型悬架系统正在成为研究的热门，出现了一系列的悬架系统的减振控制技术，包括半主动悬架系统和主动悬架系统［1］。
悬架系统包括弹性元件、减振器、导向机构以及横向稳定器等部分。
它的主要功能是将车身与车轴由弹性元件连在一起。
基于SIMULINK悬架系统动力学仿真分析
基于SIMULINK悬架系统动力学仿真分析悬挂系统是车辆动力学中非常关键的一个部分，它对提高汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性有着重要的作用。
在汽车设计和开发过程中，悬挂系统的性能评估通常需要进行系统动力学仿真分析。
基于SIMULINK的悬挂系统动力学仿真分析可以有效地预测和评估悬挂系统在不同工况下的性能。
悬挂系统的主要任务是将车轮与车身连接起来，同时能够减少路面不平度对车身的影响。
在悬挂系统中，主要包括弹簧、减震器和悬挂杆等组成部分。
弹簧起到支撑车身和保持车轮与路面接触的作用，减震器则用于消除车身由路面不平度引起的振动，并提供对车身姿态的控制。
悬挂杆则用于连结车轮与车身。
在进行悬挂系统动力学仿真分析前，需要首先确定悬挂系统的参数，包括弹簧刚度、减震器阻尼、悬挂杆刚度等。
这些参数可以通过实验或者模型计算得到。
在悬挂系统分析时，可以考虑不同工况下的路面激励，例如障碍物冲击、转向、加速和刹车等。
在SIMULINK中建立悬挂系统的动力学模型时，主要考虑以下几个方面：1.悬挂系统的约束条件：悬挂系统在运动中要满足一定的约束条件，例如车轮与车身的相对运动不能脱离一定范围。
在模型中，可以使用约束块来实现这些约束条件。
2.路面输入信号：通常通过使用数字信号发生器模块产生路面输入信号，可以根据需要设置不同的路面类型和激励频率。
3.悬挂系统参数模型：根据实际悬挂系统的参数，建立相应的数学模型。
可以使用传输函数模块来表示弹簧和减震器的特性，使用刚度和阻尼系数来描述。
4.车辆模型：悬挂系统是车身和车轮之间的连接，因此需要建立车辆模型。
可以使用多体模块来建立车身和车轮的动力学关系，并考虑其质量、惯性矩阵和阻尼系数等参数。
5.结果分析和评估：仿真完成后，可以通过对输出信号进行分析来评估悬挂系统的性能。
常见的性能指标包括车辆的悬挂系统响应、抗滚动性能和路面舒适性等。
总之，基于SIMULINK的悬挂系统动力学仿真分析可以为悬挂系统的设计和优化提供重要的参考。
半车模型汽车主动悬架系统控制器的设计与仿真研究
安 阳 工学 院学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ Ｍ ｏ ｆ Ａｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ＮＯ Ｖ ． ２ Ｏ １ ３
第 １ ２卷 第 ６ 期（ 总第 ６ ６期 ）
Ｖ ｏ １ ． １ ２ Ｎ ｏ ． ６ （ Ｇ ｅ ｎ ． Ｎ ｏ ． ６ ６ ）
摘 要： 基 于 系统 动 力 学理 论 建 模 半 车模 型 主 动 悬 架 系统 的动 力 学模 型 ， 采 用分 隔研 究法 ， 分别 对 １ ／ ４的 垂 直 运 动 和 １ ／ ２ 车 体 的 俯 仰运 动进 行 独 立控 制 ， 并 叠加 在 一起 来研 究半 车 模 型 的 整 体 控 制 ； 其 次在 ＭＡＴ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ中建 立其 相 应 的控 制 器 模 型 和 仿 真模 型 。 最后 采 用积 分 白噪 声 模 型 作 为路 面输 入 形 式 。 然 后 结 合 半 车 模 型 主 动 悬 架的 系统 仿 真 模 型 进 行 该 系统
车模 型车 体 质 心 位 移 ， 为俯 仰 角 度 ， ａ为 后 轴 到 质心 的距 离 ， ｂ为 前 轴 到质 心 的距 离 ， ｋ ， 。 为 前 悬 架 刚度 系 数 ， ｃ ， 为前 悬 架 减震 器 的 阻尼 系数 ， Ｍ 为前 悬架 的控 制 器 的作 用 力 ， 为 前 轴 非 簧 载 质 量 的 位移 。 为前 轮 地面 的扰 动 输 入位 移 ， ｋ 为 前 轮胎 刚度 系数 ， ｋ 为后 悬 架 刚度 系数 ， ｃ 为后 悬 架减 震 器 的阻 尼 系数 ， ： 为后 悬 架 的控 制 器作 用 力 ， 为 后 轴非 簧 载 质 量 的位 移 ， 为 后 轮 地 面 的扰 动 输 入位 移， ｋ 为后 轮胎 刚度 系数 。
基于多体动力学的汽车平顺性仿真分析及悬架参数优化
基于多体动力学的汽车平顺性仿真分析及悬架参数优化1. 本文概述随着汽车工业的迅速发展，汽车的安全性和舒适性已成为消费者选择汽车的重要因素。
汽车平顺性，作为衡量汽车舒适性的关键指标，直接关系到乘客的乘坐体验。
在汽车设计过程中，对汽车平顺性的仿真分析和悬架参数的优化显得尤为重要。
本文旨在通过多体动力学（MBD）仿真技术，对汽车在不同路面条件下的平顺性进行深入分析，并通过优化悬架参数，提升汽车的平顺性能。
本文首先介绍了多体动力学的基本原理，并详细阐述了其在汽车平顺性仿真分析中的应用。
接着，本文构建了一个基于多体动力学的汽车平顺性仿真模型，该模型能够模拟汽车在不同路面条件下的动态响应。
通过仿真实验，本文分析了不同路面激励对汽车平顺性的影响，并识别了影响汽车平顺性的关键因素。
在仿真分析的基础上，本文进一步探讨了悬架参数对汽车平顺性的影响。
通过改变悬架的刚度、阻尼等参数，本文分析了悬架参数变化对汽车平顺性的影响规律。
基于仿真结果，本文采用优化算法对悬架参数进行了优化，以提高汽车的平顺性能。
本文的研究不仅有助于深入理解汽车平顺性的影响因素，而且为汽车悬架参数的设计和优化提供了理论依据。
通过本文的研究，可以为汽车设计提供有益的参考，提升汽车的舒适性和市场竞争力。
2. 多体动力学理论基础多体动力学（MBD）是研究由多个刚体和柔体组成的系统在力的作用下的运动和动力学的学科。
在汽车工程领域，多体动力学方法被广泛应用于汽车动力学仿真，特别是在汽车平顺性分析和悬架参数优化方面。
本节将介绍多体动力学的基本原理和关键概念，为后续的汽车平顺性仿真分析提供理论基础。
多体动力学系统由多个刚体和柔体组成，它们通过关节或其他连接方式相互连接。
每个刚体或柔体都有其自身的质量、惯性和几何属性。
系统中的力可以来自外力，如重力、摩擦力、空气阻力等，也可以来自连接体之间的相互作用力，如弹簧力、阻尼力等。
多体动力学的基本原理基于牛顿欧拉方程，包括牛顿第二定律和欧拉运动方程。
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目录1. 计算机仿真系统模型的建立 .......................................................... - 1 -2. LOG控制器设计 .............................................................................. - 2 -3. 计算实例........................................................................................... - 3 -4. MATLAB仿真过程.......................................................................... - 4 -5. 半车模型建模及仿真 ...................................................................... - 8 -5.1随机线性最优控制 ................................................................... - 9 -5.2预瞄控制 ................................................................................. - 11 -5.3结果比较 ................................................................................. - 12 -以单轮车辆模型为例，介绍行驶动力学计算机建模、仿真分析以及利用线性二次最优控制理论进行主动悬架LQG 控制器设计过程。
1. 计算机仿真系统模型的建立根据图7所示的主动悬架单轮车辆模型，运用牛顿运动定律，建立系统的运动方程，即： ()b b a s b w m x U K x x =--&& （4）()()w w a s b w t w g m x U K x x K x X =-+---&& （5）这里，采用一个滤波白噪声作为路面输入模型，即：00()2()2()g g x t f x t G uw t ππ=-+&& （6）式中，xg 为路面垂向位移（m ）；G0为路面不平度系数（m3/cycle ）；u 为车辆前进速度（m/s ）；w 为数字期望为零的高斯白噪声；f0为下截止频率（Hz ）。
图7 单轮车辆模型 结合式（4）、式（5）和式（6），将系统运动方程和路面输入方程写成矩阵形式，即得出系统的空间状态方程：X AX BU FW =++&（7）式中，()Tb w b w g X x x x x x =&&，为系统状态矢量；W=（w （t ）），为高斯白噪声输入矩阵；U=（Ua （t ）），为输入控制矩阵；0000001000001000002ss b b s t sa w ww K K m m K K K K m m m A f π⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎢--⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦；11000b w m m B ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦；00002F ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎢⎣2. LOG 控制器设计车辆悬架设计中的主要指标包括：①代表轮胎接地性的轮胎动载荷；②代表轮胎舒适性的车身垂向振动加速度；③影响车身姿态且与轮胎布置有关的悬架动行程。
因此，LQG 控制器设计中的性能指标J 即为轮胎动位移、悬架动行程和车身垂向振动加速度的加权平方和在时域T 内的积分值，其表达式为：22212301lim {[()()][()()]()}Tw g b w b tT J q x t x t q x t x t q x t d T →∞=-+-+⎰&& （8）式中，q1、q2和q3分别为轮胎动位移、悬架动行程和车身垂向振动加速度的加权系数。
加权系数的选取决定了设计者对悬架性能的倾向，如对车身垂向振动加速度项选择较大的权值，则考虑更多的是提高车辆操纵稳定性。
为方便起见，这里取车身垂向振动加速度的加权值q3=1。
将性能指标J 的表达式（8）改写成矩阵形式，即：1lim (2)TT T T tT J X QX U RU X NU d T →∞=++⎰ （9）式中，222222222121221100000000000000000s s bb s s b bK K q q m m Q K K q q q q m m q q ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥+--⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥--++-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦；21b R m =；000a s N K K ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 当车辆参数值和加权系数值确定后，最优控制反馈增益矩阵可有黎卡提（Riccati ）方程求出，其形式如下：1()()0T T TPA A P PB N R B P N Q -+-+++= （10） 最优反馈控制增益矩阵T TK B P N =+，由车辆参数和加权系数决定。
根据任意时刻的反馈状态变量X （t ），就可得到t 时刻作动器的最优控制力Ua ，即：()()a U t KX t =- （11）3. 计算实例这里，以某轿车的后悬架为例，给出一个完整的计算实例，包括车辆模型参数、仿真路面输入参数、控制器的设计参数以及计算结果。
此例中车辆以20m/s 的速度在某典型路面上行驶，仿真时间T=50s 。
计算中输入的各参数及数值详见表2。
仿真计算中以式（6）所示的滤波白噪声作为路面输入模型。
白噪声的生成可直接调用MATLAB 函数WGN （M ，N ，P ）（此函数需要安装信号处理工具箱Communications toolbox ），其中M 为生成矩阵的行数，N 为列数，P 为白噪声的功率（单位为dB ）。
本例中取M=10001，N=1，P=20。
这意味着仿真计算中去一条白噪声，共10001个采集点，噪声强度为20dB 。
设定采样时间为0.005s 、车速为20m/s 时，相当于仿真路面长度为1000m ，仿真时间为50s 。
根据建立的系统状态方程式（7）及最优化性能指标函数式（9），利用已知的矩阵A 、B 、Q 、R 、N ，调用MATLAB 中的线性二次最优控制器设计函数[K ，S ，E]=LQR （A ，B ，Q ，R ，N ），即可完成最优主动悬架控制器的设计。
输出的结果中，K 为最优控制反馈增益矩阵，S 为黎卡提方程的解，E 为系统闭环特征根。
根据表2给出的仿真输入参数，本例中求得的最优反馈增益矩阵K 为： K=（711.88 -1241.5 -19284 -2038.5 20864） 同时，还得到了黎卡提方程的解：2.45590.0289 2.47458.66077.3090.02890.48860.02987.52627.23642.47450.0298 4.97448.6754 5.10338.66077.52628.67542710.12700.47.3097.2364 5.10332700.42693.7S -⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥---⎢⎥⎢⎥--⎣⎦在相同的仿真条件下，可将所设计的主动悬架系统与一个被动系统进行对比分析。
在被动悬架系统中，取悬架刚度Ks=22000N/m ，阻尼系数Cs=1000NS/m 。
除此之外，其他输入参数值均与主动悬架系统完全相同。
4.MATLAB仿真过程1）生成路面输入模型代码如下：a=wgn(10001,1,20);t=0:0.005:50;road_file(:,1)=t';road_file(:,2)=a;save road_file road_file2）参数输入代码如下：load road_file.mat%载入路面数据模型Ks=22000;mb=320;Kt=200000;mw=40;f0=0.1;G0=0.000005;u=20; Kb=20000;Ks1=22000;Cs=1000; %输入仿真有关参数A=[0,0,-Ks/mb,Ks/mb,0; %建立主动悬架的状态矩阵0,0,Ks/mw,(-Kt-Ks)/mw,Kt/mw;1,0,0,0,0;0,1,0,0,0;0,0,0,0,-2*pi*f0];A1=[-Cs/mb,Cs/mb,-Ks1/mb,Ks1/mb,0; %建立被动悬架的状态矩阵Cs/mw,-Cs/mw,Ks1/mw,(-Kt-Ks1)/mw,Kt/mw;1,0,0,0,0;0,1,0,0,0;0,0,0,0,-2*pi*f0];B=[1/mb,0;-1/mw,0;0,0;0,0;0,2*pi*sqrt(G0*u)];B1=[0,0;0,0;0,0;0,0;0,2*pi*sqrt(G0*u)];C=[1,0,0,0,0;0,1,0,0,0;0,0,1,0,0;0,0,0,1,0;0,0,0,0,1];D=[0,0;0,0;0,0; 0,0; 0,0];K=[711.88,-1241.5,-19284,-2038.5,20864]; K1=[0,0,0,0,0];3）用Simulink 创建仿真框图 ● 状态变量],,,,[g w b w b x x x x x X ••= ● 输入与系统模块，如下图：● 输出模块，如下图：gg w w b b x x x x x x dtd =-=-==•路面输入轮胎动位移悬架动行程车身加速度)(整体程序框图如下：4）结果分析可以直接通过双击scope查看输出的波形图，为更好比较主动悬架与被动悬架的差别，下面通过输出到workspace的状态变量编程绘图并计算均方根值。
代码如下：%% 绘制车身加速度曲线，并计算均方根值%ba-主动悬架车身加速度%ba1-被动悬架车身加速度ba=diff(X.data(:,1))./diff(X.time);ba1=diff(X1.data(:,1))./diff(X1.time);subplot(2,1,1)plot(X.time(1:end-1),ba)subplot(2,1,2)plot(X1.time(1:end-1),ba1)BA=norm(ba,2)./(length(ba).^0.5);BA1=norm(ba1,2)./(length(ba1).^0.5);%% 绘制悬架动行程曲线，并计算其均方根值%sws-主动悬架动行程%sws1-被动悬架动行程figure()sws=X.data(:,3)-X.data(:,4);sws1=X1.data(:,3)-X1.data(:,4); subplot(2,1,1) plot(X.time,sws) subplot(2,1,2) plot(X.time,sws1)SWS=norm(1000*sws,2)./(length(sws).^0.5); SWS1=norm(1000*sws1,2)./(length(sws1).^0.5); %% 绘制轮胎动位移曲线，并计算其均方根值 %dtd-主动悬架动位移 %dtd1-被动悬架动位移 figure()dtd=X.data(:,4)-X.data(:,5); dtd1=X1.data(:,4)-X1.data(:,5); subplot(2,1,1) plot(X.time,dtd) subplot(2,1,2) plot(X.time,dtd1)DTD=norm(1000*dtd,2)./(length(dtd).^0.5); DTD1=norm(1000*dtd1,2)./(length(dtd1).^0.5);结果如下：① 车身加速度曲线时间(s)车身加速度(m /s 2)主动悬架车身加速度时间(s)车身加速度(m /s 2)被动悬架车身加速度② 悬架动行程曲线时间(s)位移(m )主动悬架动行程时间(s)位移(m )被动悬架动行程③ 轮胎动位移时间(s)位移(m )主动悬架轮胎动位移时间(s)位移(m )被动悬架轮胎动位移● 主动悬架与被动悬架性能指标均方根值比较5. 半车模型建模及仿真● 半车模型建模悬架的半车模型有四个自由度，可选取前后轮垂直位移、前后悬架与车身连接处垂直位移四个自由度，写出状态空间方程：以],,,,,,,,,[201012341234x x z z z z z z z z X ••••=作为系统状态变量，状态空间方程如下：白噪声输入。