机械工程控制基础大作业(1)
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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
)
x(
)
(
x
m2
1
2
1
1
1
2
2x
c
x
x
k
x
m
-
+
-
+
=
传递函数
k
cs
k
cs
s
m
s
x
s
+
+
+
+
=
2
2
2
1
1
s
m
)
(
)
(
x
悬架系统传递函数框图
(2)
)
(
)
(
)s(
2
1
c
b
2
1
2
2
2
1
b
2
1
K
cs
s
m
K
K
K
K
K
cs
s
m
K
cs
s
m
K
K
K
K
G b
+
+
+
+
+
+
+
=
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) tr1=(r-1)*0.01; [ymax,tp]=max(y1);tp1=(tp-1)*0.01; mp1=(ymax-yss)/yss; s=1001;while y1(s)>0.5-dta&y1(s)<0.5+dta;s=s-1;end ts1=(s-1)*0.01; r=1;while y2(r) tr2=(r-1)*0.01;[ymax,tp]=max(y2); tp2=(tp-1)*0.01;mp2=(ymax-yss)/yss; s=1001;while y2(s)>0.5-dta&y2(s)<0.5+dta;s=s-1;end ts2=(s-1)*0.01; r=1;while y3(r) tr3=(r-1)*0.01;[ymax,tp]=max(y3); tp3=(tp-1)*0.01;mp3=(ymax-yss)/yss; s=1001;while y3(s)>0.5-dta&y3(s)<0.5+dta;s=s-1;end ts3=(s-1)*0.01; [tr1 tp1 mp1 ts1;tr2 tp2 mp2 ts2;tr3 tp3 mp3 ts3] 上升时间峰值时间最大超调量调整时间