基于matlab的汽車減震系統(tǒng)仿真建模

1、問題描述及空間狀態(tài)表達式的建立 問題描述及空間狀態(tài)表達式的建立1.1 問題描述 問題描述汽車減震系統(tǒng)主要用來解決路面不平而給車身帶來的沖擊，加速車架與車身振動的衰減，以改善汽車的行駛平穩(wěn)性。如果把發(fā)動機比喻為汽車的“心臟” ，變速器為汽車的“中樞神經(jīng)” ，那么底盤及懸掛減震系統(tǒng)就是汽車的“骨骼骨架” 。減震系統(tǒng)不僅決定了一輛汽車的舒適性與操控性同時對車輛的安全性起到很大的決定作用，隨著人們對舒適度要求的不斷提高，減震系統(tǒng)的性能已經(jīng)成為衡

2、量汽車質(zhì)量及檔次的重要指標(biāo)之一。圖 1.懸架減震系統(tǒng)模型汽車減震系統(tǒng)的目的是為了減小路面的顛簸，為人提供平穩(wěn)、舒適的感覺。圖 2，是一個簡單的減震裝置的原理圖。它由一個彈簧和一個減震器組成。從減震的角度看，可將公路路面看作是兩部分疊加的結(jié)果：一部分是路面的不平行度，在汽車的行駛過程中，它在高度上有一些快速的小幅度變化，相當(dāng)于高頻分量；另一部分是整個地形的坡度，在汽車的行駛過程中，地形的坡度有一個緩慢的高度變化，相當(dāng)于低頻分量。減震系統(tǒng)的

3、作用就是要在汽車的行駛過程中減小路面不平所引起的波動。因此，可以將減震系統(tǒng)看成是一個低通濾波器。圖 2.減震系統(tǒng)原理圖圖 3.系統(tǒng)狀態(tài)變量圖2.應(yīng)用 應(yīng)用 MATLAB 分析控制系統(tǒng)性能 分析控制系統(tǒng)性能2.1 系統(tǒng)可控性與可觀測性分析 系統(tǒng)可控性與可觀測性分析可控性和可觀測性，深刻地揭示了系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系，由 R.E.Kalman 于 60 年代初首先提出并研究的這兩個重要概念，在現(xiàn)代控制理論的研究與實踐中，具有極其重要的意義，事實

4、上，可控性與可觀測性通常決定了最優(yōu)控制問題解的存在性。我們借助 MATLAB 工具來實現(xiàn)系統(tǒng)可控性與可觀測性分析。程序代碼如下：A=[-2.4 -36;1 0];B=[1;0];M=ctrb(A,B);n=rank(M) C=[2.4 36];N=obsv(A,C);rN=rank(N)輸出結(jié)果如下：n = 2rN = 2通過現(xiàn)代控制理論知識，可以得出結(jié)論：系統(tǒng)是可控可觀測的。2.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析在經(jīng)典控制理論中，