基于MATLAB的汽车悬架仿真研究
基于Matlab及Workingmodel 的车悬架仿真
设计方案
1.背景调查
2. 确定选题
3. 理论分析
4. 仿真评估
成员分工
原理分析，软件仿真
赵明宇
资料收集制作,课题评估
零件功能
（1）减振器
是迅速衰减汽车的振动,改善汽车的行驶 平顺性,增强车轮和地面的附着力 （2）弹性元件 支撑垂直载荷,缓和和抑止不平路面引起 的振动和冲击 （3）导向机构 悬架既要满足汽车的舒适性要求，又要 满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又 是互相对立的。
车悬架
Sub title
1.ONE
车悬架
Sub title
1.ONE
简要介绍
悬架是汽车的车架与车桥 之间的传力连接装置的总称， 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， 并衰减由此引起的震动，以保 证汽车能平顺地行驶。
悬架是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性 地联系起来，关系到汽车的多种使用性能。从外表上 看，轿车悬架由杆、筒以及弹簧组成，但它并不简单， 轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，悬架 既要满足汽车的舒适性，又要满足其操纵稳定性的要 求，这两方面又是互相对立。 为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动， 这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车 发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重 的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵 不稳定等。
利用MATLAB的汽车主动悬架动力学仿真
":-1=),1> ,6=KFP?-AFTPFS6N?.FAQQ6F= L ,-. Z <RS6<=FO PK>AOFS<P S;K<PW 6Q FRRO6KT S< <RS6<=FO N<=SP<O <E FN? S6VK?QAQRK=Q6<= XFQKT <= [AFPSKP VK;6NOK TW=F\6NQ \<TKO <E FNS6VK?QAQRK=Q6<=$ 8Q6=> /01,02 Q<ESJFPK7 TW? =F\6NQ Q6\AOFS6<= \<TKO <E VK;6NOK <E FNS6VK?QAQRK=Q6<= 6Q KQSFXO6Q;KT S< \F]K F=FOWQ6Q F=T Q6\AOFS6<= FN? N<PT6=> S< Q<\K FNSAFO TFSF$ M6\AOFS6<= <ASRAS NF= XK AQKT S< KVFOAFSK S;K N<=SP<O \KS;<T <E FNS6VK?QAQRK=Q6<= F=T QSPANSAPK RFPF\KSKPQ <E VK;6NOK 6= PKOFS6<= S< P6TK RKPE<P\F=NK$ ?5’ @2=A-> FNS6VK?QAQRK=Q6<=；Q6\AOFS6<=；/01,02 悬架作为现代汽车上重要的总成之一， 对汽车的平顺性、 操纵稳定性等有重要的影响 $ 传统的被动 悬架虽然结构简单， 但其结构参数无法随外界条件变化， 因而极大的限制了悬架性能的提高 $ 主动悬架 通过采用激励器取代被动悬架的弹性和阻尼元件， 组成一个闭环控制系统， 根据汽车的运动状态和当前 激励大小主动做出反应， 使其始终处于最佳工作状态 $ /01,02 是目前世界上最为流行的以数值计算为主的软件，不但具有卓越的数值计算功能和强大 的图形处理能力， 而且还具有在专业水平上开发符号计算、 文字处理、 可视化建模仿真和实时控制能力， 使 /01,02 成为适合多学科、 多部门要求的新一代科技应用软件 $ 在 /01,02 中有一个对动态系统进 行建模、 仿真和分析的软件包—— — M4/8,4C^， 支持连续、 离散及两者混合的线性和非线性系统， 与传统 的仿真软件包相比， 具有更直观、 方便、 灵活的优点 _ ! ‘ $
基于Matlab的轮式悬架移动平台动力学建模与仿真
ｑ ） ｋ Ｉ￣）ｔ （ ＝ ０ｏ（ｄ ｔ ａｔ
式中，（为白 ｆ 噪声， 。２ ｑｏ 。 ） ｋ＝￣ （） ｎＵ
（ ３ ）
当移动 平 台速度 ｕ １ ｍ／ 路面 为 Ｃ级 时 ： ＝． ｓ ２ ，
ｋ ：２ｃ ０１ ４ ５ × ０ １ ｏ ７Ｘ ．× ２ ６ １ ～Ｘ ． ． ４ （ ） ２＝００ ８ ４ ３
０ 引言
随 着科技 的发 展 ，移 动机 器人 已普遍 应用于 工 业 、农 业 、军事侦 察 、空间探 索等 领域 ，其 中 ，移 动 机 器人 的行 进 方式 仍 然 以轮 式 应用 最 为广 泛 。 通 常情 况下 ，多数 轮式移 动机 器人 没有安 装悬架 系 统 或安 装悬 架 系统 后模 型 中未 考虑其 对整体 机构 影 响 ，而 只考虑 行机构 上 ，使其变 为冗 余机构 ，单 独对轮 式悬架
声通 过 积 分 器 产 生 或 由 一 白噪 声 通 过 成 形 滤 波 器
产生 ，本文 将采 用第 一种 方法 生成路 面输 入 ：
路面 功率谱 密度 函数 表达 式如下 ：
／ 、一
Ｇｑ
（＝ｑｏｎ ｗ２ Ｇｎ —ｌ（＝ ） （）０／ Ｉ『 ）
（ １ ）
将其 转化 为时 间频 率 下 路 面 不 平 度 垂 直 速 度 功 率谱 密度 ：
移 动载体 进 行研 究较 少 口。对于 非结构 环境 下 的轮 】 式 悬架移 动平 台而 言 ，悬 架 的运动 学以及动 力学 分 析 是轮式 悬架 移动 平台设 计 、运 动校 核的重 要 内容 之 一 。悬 架的重 要评价 指标 有 悬架 的动挠 度 、 轮 胎 的动 载 荷和车 身加速 度 ，这些参 数对悬 架 的设 计 起 到 重 要 作用 】 此外 ，车 身 俯 仰 角及 侧 倾 角 。 的变化规 律关 系到车 体的控 制策略 。 本 文 针 对轮 式悬 架 移 动 平 台 ，对 非 结 构 路 面 情 况 进 行 了 分 析 并 建 立 模 型 Ｌ，之 后 对 轮 式 悬 架 ８ 】 移 动 平 台悬 架 系统 的动 挠 度 、轮 胎 动 载 荷 、车 身 垂 向加 速 度 、车 身 俯 仰 角 及 车身 侧 倾 角 等 重 要 指
基于MATLAB的汽车主动悬架仿真研究
基于MATLAB的汽车主动悬架仿真研究邓利军【期刊名称】《湖北文理学院学报》【年(卷),期】2012(033)002【摘要】针对不同悬架的性能特点,分别建立了被动悬架、主动悬架的车身与车轮两自由度振动模型,基于Matlab软件用白噪声法模拟了路面不平度随机输入,在此基础上,对被动悬架与主动悬架的性能进行了仿真对比.仿真结果表明：主动悬架能更好地衰减振动,因此具有更佳的平顺性.%Considering different suspensions have their own performance characteristics,the body and wheel two degrees of freedom vibration model of passive suspension and active suspension have been established respectively,using the white noise method to imitate road roughness random input which was based on Matlab and comparing the performance of passive suspension and active suspension.The simulation results showed that the active suspension can attenuate vibration greatly which made it has better ride comfort.【总页数】4页(P25-28)【作者】邓利军【作者单位】襄樊学院机械与汽车工程学院,湖北襄阳441053【正文语种】中文【中图分类】U461.4;U463.33【相关文献】1.基于MATLAB的汽车线性最优控制主动悬架仿真研究 [J], 刘本学;蔺超云;郭沛东;栗良玉2.基于MATLAB仿真的汽车主动悬架与被动悬架的研究 [J], 阮观强;叶本刚3.基于ADAMS和MATLAB的汽车半主动悬架的仿真研究 [J], 吕魁超;赵玉河;郭建亭4.基于MATLAB仿真的电动汽车主动悬架研究 [J],5.基于MATLAB仿真的电动汽车主动悬架研究 [J], 王龙;谭玉婷;;;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
6. 结果与讨论通过联合仿真和分析，我们可以得到主动悬挂系统在不同路面条件下的反馈响应结果。
基于Matlab的汽车悬架系统的控制仿真研究
基于Matlab的汽车悬架系统的控制仿真研究
宋强;师会超
【期刊名称】《自动化应用》
【年(卷),期】2018(000)007
【摘要】针对主动悬架控制系统不稳定问题,提出一种相位超前校正用于系统校正,仿真结果证明,主动悬架控制系统获得较好的控制结果,因此为一种有效的方法.仿真结果表明:主动悬架能更好地衰减振动,因此具有更佳的平顺性.
【总页数】3页(P61-63)
【作者】宋强;师会超
【作者单位】安阳工学院机械工程学院,河南安阳 455000;安阳工学院机械工程学院,河南安阳 455000
【正文语种】中文
【中图分类】U463.33
【相关文献】
1.基于Matlab的人-车-路三质量车辆主动悬架控制仿真研究 [J], 张丽萍
2.基于MATLAB的四轮转向电动汽车横向稳定性控制仿真研究 [J], 雷敏
3.基于组态王、EXCEL和MATLAB的液位控制仿真平台研究 [J], 杨扬;朱文玉;赵法瑞
4.基于Matlab/Simulink的工业机器人力控制仿真研究 [J], 黄小翀;倪受东
5.基于MATLAB的汽车悬架系统仿真研究 [J], 李洁;刘耿硕
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(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 onMATLAB SimulationAbstractWith the rapid development of science, technology and social economy in China. According to statistics of the Ministry of public security and China Automobile Circulation Association, in 2019 alone, China registered 25.78 million new cars, ranking first in the world. By 2020, China's car ownership has reached 260 million, with a steady growth. This also brings a series of problems, among which the safety of driving and the comfort of riding are concerned by customers. In the future society, the main force of car purchase will be women. Women are the most sensitive to the comfort of cars. The suspension system of cars plays a leading role in the comfort of cars. In this paper, the active suspension system of the car ismodeled and analyzed, so that the safety, comfort and smoothness of the car can be significantly improved, so that the driving of the car is not affected by the road.This paper introduces the category, composition, working principle and development degree of the automobile suspension system. According to the development of the automobile suspension system, it discusses the structure and working principle of the automobile active suspension system through the establishment and Simulation of the mathematical model. Through the simulation results, it analyzes the working state of the automobile active suspension during the driving period and whether it is working or not The influence of the same road condition on the vehicle driving. The simulation model of the whole vehicle suspension system is established by using the Simulink module, and the influence of different suspension types on the safety, comfort and ride comfort of the vehicle is observed. According to the simulation results, the conclusion is drawn, and whether the active suspension system can play a theoretical role is analyzed.Finally, the vehicle active / passive suspension system is modeled and simulated based on MATLAB / Simulink. The conclusion is that the active suspension system can effectively improve the safety, comfort and comfort of the vehicle.1绪论1.1引言目前，驾驶员在日益复杂的道路交通环境中驾驭汽车时，由于路况的复杂性，他们需要更频繁地改变行驶方向，驾驶员和乘客越来越依赖汽车的悬挂系统，作为汽车的五大总成之一，一个好的悬挂系统将给驾驶员提供一个更稳定的控制感和安全的驾驶体验并且乘客能感受到一个更舒适的乘坐感。
基于matlab的车辆工程仿真实例 -回复
基于matlab的车辆工程仿真实例-回复一个基于MATLAB的车辆工程仿真实例是车辆悬挂系统的分析与优化。
在汽车设计中，悬挂系统起着至关重要的作用，影响着车辆的舒适性、稳定性和操控性。
使用MATLAB可以通过建立车辆的动力学模型，对悬挂系统进行仿真分析和优化。
以下是一个可能的仿真实例步骤：1. 建立车辆的动力学模型：使用MATLAB 建立车辆的多体动力学模型，包括车体、车轮、悬挂系统等。
模型可以考虑车辆的质量分布、悬挂系统的刚度和阻尼等参数。
2. 仿真悬挂系统的响应：在建立好动力学模型后，可以通过输入不同的激励，如车速、道路条件等，模拟悬挂系统的动态响应。
通过仿真可以了解车辆在不同工况下的悬挂系统行为，如车身姿态、轮胎力等。
3. 分析悬挂系统参数的影响：在模拟悬挂系统的响应之后，可以通过改变悬挂系统的参数，如刚度和阻尼，来分析这些参数对悬挂系统响应的影响。
通过分析可以确定最优的悬挂系统参数，以满足特定的需求，如舒适性、稳定性等。
4. 优化悬挂系统设计：基于分析结果，可以对悬挂系统的设计进行优化。
通过MATLAB的优化工具箱，可以使用不同的优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，来搜索最优的悬挂系统参数组合。
5. 评估优化结果：在优化过程中，评估优化结果的有效性是必要的。
可以使用MATLAB的仿真工具再次运行优化后的悬挂系统模型，并进行性能评估。
性能评估可以包括悬挂系统的响应、车辆稳定性、舒适性等方面。
通过以上步骤，可以使用MATLAB对车辆悬挂系统进行仿真分析和优化，以改善车辆的悬挂系统性能。
这个实例展示了MATLAB 在车辆工程中的应用，可以帮助工程师更好地理解和优化车辆的悬挂系统。
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ABSTACTSuspension 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.In the paper ,I set up two four-freedom models about passive suspension and active-suspension of vehicles, and list their state space equations. Moreover, I analyze the controlling principle of active-suspension by using the modern controlling theory.I develop a set of software based on the MATLAB software by using C language according to suspension performance. Its main functions are to simulate the passive-suspension and active suspension about vehicles whose construction parameters are variable and then analyze the suspension. So I call this software SAS software (short for SAS). Using SAS software, I simulate the passive-suspension and active-suspension. According to the result after simulating, I analyze and compare performances of two kinds of suspensions, and furthermore evaluate the ride comfort on vehicles.Keywords: suspension active passive MATLAB simulation第一章绪论1. 1悬架系统的功能、结构及分类汽车悬架系统是指车身与车轴之间连接的所有组合体零件的总称，也可以说是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力装置的总称。
matlab四自由度汽车悬架仿真系统
matlab 四自由度汽车悬架仿真系统
-0.0565 -0.0173 0.0246 0.0319 -0.0098 -0.0628 -0.0174 0.0272
Dss=[Bss(5,:);Bss(6,:)]; Dss =
00 00
-0.0043 -0.0003
-0.0006 -0.0047
0.0022 -0.0015
系 统 一 的 零 极 点 分 布 图 （ 离 散 0.1s）系 统 二 的 零 极 点 分 布 图 （ 离 散 0.1s）
1
1
Imaginary Axis
Imaginary Axis
0.5
0.5
0
0
-0.5
-0.5
-1
-1
-1
0
1
2
-1
0
1
2
Real Axis
Real Axis
图3
由图 3 分析可知，同一系统离散化之后其稳定性不变。
1 / 27
一、研究内容
matlab 四自由度汽车悬架仿真系统
本文对题目给定的 1/2 汽车四自由度模型，建立状态空间模型进行系统分 析，并通过 MATLAB 仿真对系统进行稳定性、可控可观测性分析，对得的结果进 行分析，得出系统的综合性能。在此基础上，设计全维和降维状态观测器以及状 态反馈控制律和对性能的优化设计。
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架系统是车辆重要的组成部分之一，对于车辆的操控性能和乘坐舒适性有着重要的影响。
因此，研究和优化汽车悬架系统是提高车辆性能和安全性的重要途径之一、本文将基于MATLAB平台，进行汽车悬架系统的仿真研究。
首先，我们需要建立一个适合于汽车悬架系统仿真的数学模型，用于描述悬架系统的动力学特性。
一般情况下，我们可以将汽车悬架系统简化为质点模型，即将悬架系统抽象为质点在垂直方向上的运动。
然后，可以采用多体动力学的方法，建立基于质点模型的数学方程。
基于质点模型的数学方程可以使用MATLAB进行求解。
首先，需要定义汽车悬架系统的参数，包括悬架刚度、阻尼系数、质量以及悬架系统的几何参数等。
然后，可以通过MATLAB中的ODE45函数来求解悬架系统的动力学方程。
ODE45函数是一种常用的求解常微分方程组的数值方法，可以计算出质点的运动轨迹和关键参数，如振动频率、振幅等。
通过悬架系统的仿真研究，我们可以得到一些有关于汽车悬架系统性能的重要信息。
例如，可以分析质点在不同路面条件下的运动特性，进而评估悬架系统对激励的响应能力和减震效果。
同时，也可以研究不同悬架参数对悬架系统性能的影响，例如刚度、阻尼系数、质量等。
通过调整悬架参数，可以优化悬架系统的性能。
此外，也可以进行不同悬架系统的对比研究。
例如，可以对比传统悬架系统和主动悬架系统的性能差异。
主动悬架系统可以根据路况调整悬架刚度和阻尼系数，以提供更好的悬架系统性能。
通过与传统悬架系统的对比研究，可以评估主动悬架系统的优势和应用前景。
总的来说，基于MATLAB的汽车悬架仿真研究可以提供有关汽车悬架系统性能和优化方案的重要信息。
通过这些仿真研究，可以提高汽车悬架系统的性能和安全性，提升车辆的乘坐舒适性和操控性能。
除此之外，可以应用这些研究成果，为汽车悬架系统的设计和优化提供理论和方法支持。
基于Matlab的汽车半主动悬架动力学仿真与分析
，
但结构复杂
、
成本高
普及
中心
) 路 面 位移 的输 入 函 数 作 用 在 轮 胎 与地 面 接 触 点 的
难
…
。
而 由变 阻 尼 减 振 器 或 变 刚 度 弹 簧 构 成 的 半 主 动 悬
。
架 系 统 同样 可 以 根 据 路 面 条 件 及 汽 车行 驶 状 态 而 做 出 响
应
，
一
个 简 化 的 二 自 由 度 1 ／4 汽 车 模 型 如 图 1 所 示
语 音 的格 式 编 写 Ｍ 文 件 ；最后 在 模 型 窗 口中点 击 下 拉 菜 单 中 的 Ｓａｔ 开 始 仿 真 ，通 过 Ｓ ｏ ｅ模 块 观 看 各 参 数 随 时 间 ｔ 项 ｒ ｃｐ 变 化 的动 态 曲 线 。
根 据 有 关 数 据 一 设 车 身 质 量 ｍ ： ６ ｋ ，车 轮 质 量 ， ５ ０ｇ
。
具 有较 高 的性 能 价格 比
和广 阔的应 用 前景
。
、
。
为 固 定 阻 尼 减 振 器 的 阻 尼 系 数 ( N s ／m )
：
系
统 的动力 学 方程 为
m
s
2
半主动悬 架 动
汽 车悬 架 系 统 对 路
缸
。
-
k
,
(z
—
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~
z
t
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+ c
，
(z (z
一
-
~
z
t
) +‰
+
}
—
( 1)
力学模 型 的建 立
，
太 多反 而容易导致 系统
通 常要
基于ADAMS和MATLAB的空气悬架系统仿真与试验研究
基于ADAMS和MATLAB的空气悬架系统仿真与试验研究空气悬架系统是一种采用空气弹簧作为弹性元件、电磁阀作为控制元件的先进悬架系统，其具有优良的适应性和可调性。
本文以ADAMS和MATLAB为工具，通过仿真和试验研究空气悬架系统的动态性能和控制策略。
首先，利用ADAMS建立了空气悬架系统的三维模型，包括汽车车身、四个轮子、空气弹簧和电磁阀等组成部分。
然后，运用ADAMS中的控制分析功能，分别设计了PID控制、模糊控制和神经网络控制三种控制策略，并通过仿真分析了它们的动态性能。
结果表明，三种控制策略在提高空气悬架系统的稳定性和舒适性方面均起到了显著的作用，其中神经网络控制效果最为优秀。
为了验证仿真分析的结果，本文对空气悬架系统进行了实际试验研究。
试验采用了与仿真模型一致的系统组成和控制策略，通过对空气悬架系统在不同路况下的动态响应进行测量和分析，得到了与仿真结果基本一致的结论。
试验结果表明，空气悬架系统在不同路况下均具有较好的适应性和可调性，且控制策略能够显著提高其稳定性和舒适性。
综合而言，本文采用ADAMS和MATLAB工具，从仿真模型到实际试验，对空气悬架系统进行了深入研究，通过分析不同控制策略的动态性能，为实际应用提供了科学依据和参考。
这一研究不仅可为汽车工业的发展提供技术支持，也有望在其他工业领域得到应用。
除了上述提到的控制策略，实际应用中，还可以采用基于模型预测控制、基于状态反馈控制等策略，进一步优化空气悬架系统的控制效果。
比如，基于模型预测控制可以通过建立系统动态模型，预测未来的系统状态并进行优化控制，以实现更精确的控制效果。
而基于状态反馈控制可以实现对系统状态的实时监测和响应，以使控制策略更加灵活和精准。
此外，应用新型传感器和智能算法等技术，还可以进一步提高空气悬架系统的控制能力和稳定性。
例如，在传感器方面，采用更高精度和更全面的参数监测，可以实现对系统压力、位移、速度等关键参数的实时监测和反馈。
基于MATLAB的汽车主动悬架仿真研究
关 键 词 ：汽 车 ；主动 悬 架 ；被 动 悬 架 ；Ｍａｌ ｔｂ ａ 中图分 类 号 ：Ｕ ６ ． Ｕ４ ３３ 文献标 志 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１０ —８ ４２ １ ）２０ ２ ．４ ４ １ ； ６ ．３ ４ ０ ９２ ５ （０ ２０ ．０ ５０
悬架是车架 （ 或承载式车身 ） 与车桥 （ 或车轮 ） 之间一切传力连接装置的总称 ，用以把路面作用于车
１ 车身与车轮 两 自由度振动模型的建立
１１被 动悬 架 系统模 型 ．
汽 车是一 个 复杂 的振 动 系统 ，应 根据 所分 析 的 问题进 行 简化 ．参照 文献 ［】 通 常可 以将 汽车 振动 系统 简化 为单 质 量 系统和 双质 量 系统 ． 远离 车轮 ３， 在 部 分 固有 频率 的较 低激 振 频率 范 围 ， 轮胎 变形 很 小 ， 忽 略其 弹性 与车 轮质 可
度 振 动 系统
为 轮胎 刚度 ．
车轮与车身垂直位移坐标为 Ｚ、Ｚ，ｑ ｌ ２ 为输入 的路面不平度函数 ，坐标原点选在各 自的平衡位置 ，其
微 分方 程 为 ：
收 稿 日期 ：２ １－１２ ０ １１－１
作 者简 介 ：邓利 军（９ ｌ ） １８一 ，男，湖北 天 门人 ， 樊学 院机 械 与汽 车工 程学 院 助教 襄
第 ３ 卷第 ２期 ３
襄樊学院学报
２１ ０ ２年第 ２ 期
１２主动 悬架 系统模 型 ．
图 ２是 主动 悬 架 系统 车 身 与车 轮两 自由度 振 动 系统 模 型简
图． 它将传感器测量系统运动状态信号输入电控单元 ，电控单元
经过 分析 、判 断后给力 发生 器发 出指令 ， 生 主动控 制力 ，从而 产 满 足不 同工况 对 悬 架 系统 特性 参 数 变 化 的要 求 ． 中 ｌ、１、１ 其 ｌ ２ ３ 为 根 据 优 化 得 到 的 反 馈 系 数 ；Ｕ为 主 动 控 制 力 ，在 此 选 择
(完整版)基于MATLAB的汽车减震系统仿真建模
问题描述及空间状态表达式的建立1.1问题描述汽车减震系统主要用来解决路面不平而给车身带来的冲击，加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平稳性。
如果把发动机比喻为汽车的“心脏”，变速器为汽车的“中枢神经”，那么底盘及悬挂减震系统就是汽车的“骨骼骨架”。
减震系统不仅决定了一辆汽车的舒适性与操控性同时对车辆的安全性起到很大的决定作用，随着人们对舒适度要求的不断提高，减震系统的性能已经成为衡量汽车质量及档次的重要指标之一。
图1.悬架减震系统模型汽车减震系统的目的是为了减小路面的颠簸，为人提供平稳、舒适的感觉。
图2，是一个简单的减震装置的原理图。
它由一个弹簧和一个减震器组成。
从减震的角度看，可将公路路面看作是两部分叠加的结果：一部分是路面的不平行度，在汽车的行驶过程中，它在高度上有一些快速的小幅度变化，相当于高频分量；另一部分是整个地形的坡度，在汽车的行驶过程中，地形的坡度有一个缓慢的高度变化，相当于低频分量。
减震系统的作用就是要在汽车的行驶过程中减小路面不平所引起的波动。
因此，可以将减震系统看成是一个低通滤波器。
图2.减震系统原理图1.2空间状态表达式的建立对该系统进行受力分析得出制约底盘运动的微分方程（数学模型）是：22()()()()()d y t dy t dx t M b ky t kx t b dt dt dt++=+ 其中，M 为汽车底盘的承重质量，k 为弹簧的弹性系数，b 为阻尼器的阻尼系数。
将其转化为系统传递函数：222()()()2()n n n n s H s s s ωεωεωω+=++ 其中，n ω为无阻尼固有频率，ε为阻尼系数。
并且，n ω=2n b M ξω= 通过查阅相关资料，我们知道，汽车减震系统阻尼系数ε=0.2～0.4，而我们希望n ω越大越好。
在下面的计算中，我们规定n ω=6，ε=0.2。
所以，系统传递函数，可以转化为：2() 2.436() 2.436Y s s U s s s +=++ 根据现代控制理论知识，结合MATLAB 工具，将传递函数转化为状态空间矩阵和输出矩阵表示。
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。
通过模拟不同路况下的悬挂系统工作，并研究悬挂系统的控制策略，可以为汽车制造商和工程师提供有关悬挂系统性能和控制优化的重要参考。
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基于MATLAB的汽车悬架仿真研究
周新鹏
（昆明理工大学交通工程学院，云南昆明）
摘要：针对不同悬架的性能特点，分别建立了被动悬架、主动悬架的车身与车轮二自由度振动模型，基于Matlab 软件用白噪声法模拟了路面不平度随机输入，在此基础上，对被动悬架与主动悬架的性能进行了仿真对比。
仿真结果表明：主动悬架能更好地衰减振动，因此具有更佳的平顺性。
关键词：汽车主动悬架被动悬架Matlab
引言
悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间一切传力连接装置的总称，用以把路面作用于车轮上的各种力和力矩传递到车架上[1]，同时还起到缓和冲击、吸收振动、提高平顺性与乘坐舒适性的作用。
传统悬架的刚度和阻尼是按经验或优化设计的方法确定的，在汽车行驶过程中，其性能不变，也无法调节，从而使汽车平顺性与乘坐舒适性受到一定的影响，因此称这种悬架系统为被动悬架。
主动悬架可根据汽车的行驶条件的变化对刚度和阻尼进行动态地自适应调节，因此能使悬架系统始终处于最佳状态[2]。
车身垂直位移决定了汽车振动时振幅的大小，悬架行程直接影响撞击限位的概率，而车身加速度是评价汽车平顺性的主要指标[3]，因此，本研究主要从车身垂直位移、车身加速度、悬架行程等几个方面比较主动悬架与被动悬架的特性。
1.汽车悬架相关理论
汽车悬架系统由弹性元件、导向元件和减振器等部分组成。
弹性元件用来传递并承受垂直载荷，它也具有一定的吸振能力；导向元件用来传递纵向力、侧向力和由此产生的力矩；减振器用来迅速减小车身和车架的振动。
汽车悬架一般应具备以下功能：
（1）承受汽车的重量；
（2）承受并缓和汽车行驶时由路面通过车轮传给车身的冲击与振动；
（3）在承受制动力、驱动力和转弯时产生的离心力时，要保证操纵的稳定性：
包括汽车行驶时不要产生过大的侧倾与仰倾，使制动时产生的“点头”现
象尽可能小；
（4）使汽车具有不足转向特性，不产生过度转向；
（5）使汽车与路面有较好的附着特性，不会由于过大的振动而使车轮脱离路面；
（6）在凹凸不平的路面上行驶时，为了保证必要的离地间隙，能主动调节车身高度。
随着人们对汽车舒适性的要求越来越高，传统的被动悬架已不能满足人们的要求，于是适应力更强的主动悬架出现了，成为未来悬架的发展趋势。
2.车身与车轮两自由度振动模型的建立
2.1 被动悬架系统模型
汽车是一个复杂的振动系统，应根据所分析的问题进行简化. 参照文献[3]，通常可以将汽车振动系统简化为单质量系统和双质量系统。
在远离车轮部分固有频率的较低激振频率范围，轮胎变形很小，可忽略其弹性与车轮质量，从而得到最简单的单质量系统；当汽车悬挂质量分配系数的数值接近1时，可认为前后悬架系统的垂直振动几乎是独立的，此时可以简化为车身与车轮两个自由度的双质量系统。
因双质量系统除了能反映车身部分的动态特性之外，还能反映车轮部分在产生高频共振时的动态特性，更接近汽车悬挂系统的实际情况，因此一般将汽车振动系统简化为双质量系统。
图1是被动悬架车身与车轮两自由度振动系统模型简图。
其中，m2为悬挂质量（车身质量） m1 为非悬挂质量（车轮质量）；K为悬挂刚度；C为阻尼器阻力系数；Kt 为轮胎刚度。
车轮与车身垂直位移坐标为z1、z2，q为输入的路面不平度函数，坐标原点选在各自的平衡位置，其微分方程为：
m2Z 2+ (L1(Z2− Z1 ) + L2 Z 1+ L3 Z 2) =0
m1Z 1+ (L1(Z2− Z1 ) + L2 Z 1 +L3 Z 2) =0 （1）
图1被动悬架两自由度振动系统图2主动悬架两自由度振动系统
2.2 主动悬架系统模型
图2是主动悬架系统车身与车轮两自由度振动系统模型简图。
它将传感器测量系统运动状态信号输入电控单元，电控单元经过分析、判断后给力发生器发出指令，产生主动控制力，从而满足不同工况对悬架系统特性参数变化的要求。
其中L1 、L2 、L3为根据优化得到的反馈系数；u为主动控制力，在此选择u =L1 (Z2 − Z1 ) + L2Z 1+ L3Z 2 ) ，其他参数与被动悬架系统相同。
其运动方程为：
m2Z 2+ (L1(Z2− Z1 ) + L2 Z 1+ L3 Z 2) =0
m1Z 1+ Kt(Z1-q)-(L1(Z2− Z1 ) + L2 Z 1 +L3 Z 2) =0 （2）3.路面不平度随机激励时域模型的建立
路面不平度随机激励时域模型的模拟方法很多，在此采用白噪声法[4]：
q (t) = −2πf0q(t) + 2π)u
Gq(n w（t）（3）
q (t) ——路面位移（m）；
Gq(n0)——路面不平度系数，m3/cycle；
u——汽车前进速度 m/s；
w(t ) ——均值为零的高斯白噪声；
f0 ——下截止频率，Hz
4.Matlab/Simulink 仿真模型的建立
根据以上建立的物理模型及微分方程，在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型[5]。
图3是通过式（1）的微分方程组建立起来的被动悬架系统仿真模型，其中q为路面不平度激励；Z 1 、Z 2 分别为车轮与车身垂直位移；Z 1 -Z 2 为车身位移与车轮位移之差，即为悬架行程；Z 2 为车身加速度。
图4是通过式（2）的微分方程组建立起来的主动悬架系统仿真模型，图中参数与图3相同。
图5是通过式（3）的微分方程建立起来的路面不平度随机激励时域模型，输出为路面不平度激励q。
图 3 被动悬架系统仿真模型
图 4 主动悬架系统仿真模型
图 5 路面不平度随机激励时域模型
5.仿真结果输出与分析
选择某汽车悬架参数值作为仿真参数，被动悬架系统的参数为：m 1 =24kg、m 2 =240kg、K=9475N/m、K t =85270N/m、C=754N•s/m；主动悬架反馈系数的选择为l 1 =7592 N/m、l 2 =-481 N•s/m、l 3 =1916 N•s/m，汽车行驶车速取u=20m/s. 在Matlab/simulink环境中，更改路面不平度系数便可得到不同等级的路面模拟[6,7]。
因C级路面的状况比B级路面稍差，为了更好的对比被动悬架与主动悬架的性能差异，以下均以C级路面的不平度作为车辆振动输入。
图6为两种悬架在相同路面不平度激励下车身位移的对比，可以看出主动悬架
的车身位移明显比被动悬架小，说明在相同路面激励下，主动悬架的振幅明显比被动悬架小；图7为两种悬架在相同路面不平度激励下的车身加速度的对比，同样也可以看出，主动悬架的车身加速度明显小于被动悬架，说明主动悬架能更好的衰减振动；图8为两种悬架的悬架
行程的对比，可以看出主动悬架的悬架行程小于被动悬架，但是差异并不大，这主要与主动悬架的反馈系数的选择有关，在具体设计时可以同过优化设计的方法选择最佳值，从而达到最理想的效果。
图6两种悬架车身位移对比
图7 两种悬架车身加速度对比
图8两种悬架的悬架行程对比
6．结论
通过建立被动悬架与主动悬架的车身车轮两自由度振动模型，在 Matlab/simulink 环境中进行了仿真，并对两种悬架的车身垂直位移、车身加速度、悬架行程等几个方面进行了对比。
对比结果表明，主动悬架能通过对刚度和阻尼的动态调节，使汽车在任何行驶工况下都能更好的起到吸收冲击、衰减振动的作用，表现出更佳的平顺性和乘坐的舒适性。
参考文献
[1] 陈家瑞. 汽车构造[M]. 北京: 机械工业出版社, 2009.
[2] 陈家瑞, 马天飞. 汽车构造[M]. 北京: 人民交通出版社, 2008.
[3] 余志生. 汽车理论[M]. 北京: 机械工业出版社, 2009.
[4] CROLLA DAVE, 喻凡. 车辆动力学及其控制[M]. 北京: 人民交通出版社, 2004.
[5] 邓利军. 基于MATLAB的汽车主动悬架仿真研究[D]. 湖北：襄樊学院，2012.
[6] 劳毅仁. 汽车主动悬架控制系统的研究[D]. 天津: 天津大学, 2007.
[7] 王正林, 王胜开. MATLAB/Simulink 与控制系统仿真[M]. 北京: 电子工业出版社, 2008.。