汽車(chē)平順性研究畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著生活水平的提高，人們對(duì)汽車(chē)環(huán)境舒適性的要求越來(lái)越高。而汽車(chē)平順性又是汽車(chē)各項(xiàng)性能中很重要的一個(gè)指標(biāo)，直接影響著汽車(chē)的乘坐舒適性，因此對(duì)汽車(chē)平順性的研究很有必要。本課題首先介紹汽車(chē)平順性的一些基本知識(shí)，然后對(duì)作為影響汽車(chē)平順性的重要元件懸架的各個(gè)參數(shù)做出具體分析，最后建立汽車(chē)四自由度模型，直接利用Matlab/Simulink

2、軟件可視化功能對(duì)此模型進(jìn)行仿真分析，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)平順性在汽車(chē)系統(tǒng)仿真分析研究中更為簡(jiǎn)便、快捷。</p><p>　　關(guān)鍵詞：汽車(chē)平順性；汽車(chē)四自由度模型；Matlab／simulink；仿真分析</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the improvement of people’s livin

3、g standards ,the automotive environment is getting higher and higher requirements .The automobile ride comfort is of great importance among all the index of automobile quality, so it is essential to focus on the study of

4、 ride comfort. The document will introduce the basic knowledge of automobile ride quality first, and make a brief but full account of all the parameters of the chassis, which is one of the important part of automobile ri

5、de comfort, then estab</p><p>　　Keywords：automobile ride comfort；automobile four freedom degrees model；Matlab／Simulink； simulation analysis.</p><p><b>　　目錄</b></p><p>&l

6、t;b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題提出的背景1</p><p>　　1.2 課題提出的目的和意義1</p><p>　　1.3 本課題的主要內(nèi)容2

7、</p><p>　　第二章 汽車(chē)平順性的概述3</p><p>　　2.1 汽車(chē)平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)3</p><p>　　2.1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)系3</p><p>　　2.1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的處理3</p><p>　　2.2評(píng)價(jià)體系的建立4</p><p>　　2.2.1

8、　確定主觀權(quán)重5</p><p>　　2.2.2　建立判斷矩陣5</p><p>　　2.2.3　確定各層次權(quán)重和進(jìn)行一致性檢驗(yàn)6</p><p>　　2.3　確定客觀權(quán)重8</p><p>　　2.4　確定最終權(quán)重與逐次求優(yōu)9</p><p>　　第三章 汽車(chē)懸架系統(tǒng)對(duì)平順性的影響11</p>

9、<p>　　3.1 懸架剛度12</p><p>　　3.2 懸架的靜撓度12</p><p>　　3.3 非簧載質(zhì)量13</p><p>　　3.4 相對(duì)阻尼比14</p><p>　　第四章 基于Matlab下的汽車(chē)平順性仿真分析16</p><p>　　4.1汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型簡(jiǎn)介16&l

10、t;/p><p>　　4.2汽車(chē)四自由度模型的建立17</p><p>　　4.3 在matlab環(huán)境下建模20</p><p>　　4.4數(shù)據(jù)分析21</p><p>　　4.5在Simulink環(huán)境下仿真22</p><p><b>　　總結(jié)24</b></p><p

11、><b>　　致謝25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題提出的背景</p><p>　　汽車(chē)是一種現(xiàn)代化的交通工具，為人們的生產(chǎn)生活提供了極其大的便利和幫助，

12、汽車(chē)的逐漸普及，迫使汽車(chē)技術(shù)快速發(fā)展，汽車(chē)造型零部件也在不斷跟新，汽車(chē)的舒適性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性等等都得到了很好的改善。根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，2011年中國(guó)建成投產(chǎn)的汽車(chē)生產(chǎn)基地的產(chǎn)銷(xiāo)量達(dá)2000萬(wàn)輛, 汽車(chē)工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱.汽車(chē)行駛平順性是指汽車(chē)在一般車(chē)速行駛時(shí)避免振動(dòng)和沖擊保持乘員舒適度的能力,對(duì)于貨車(chē)還包括保持貨物在運(yùn)輸過(guò)程中完好性的能力。在汽車(chē)行駛過(guò)程中,如果平順性能差,駕駛員就會(huì)因強(qiáng)烈的振動(dòng)而被迫降

13、低汽車(chē)行駛速度,從而使汽車(chē)的平均速度和運(yùn)輸生產(chǎn)率下降。發(fā)動(dòng)機(jī)不能在最佳轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)又會(huì)使汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性變差。振動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)載加速機(jī)件的磨損,由于動(dòng)載產(chǎn)生的交變應(yīng)力會(huì)造成機(jī)件的疲勞破壞,這些都嚴(yán)重影響汽車(chē)的使用壽命。汽車(chē)振動(dòng)時(shí),車(chē)輪相對(duì)于地面的跳動(dòng)又會(huì)使接地性變差,使附著性能變壞,從而影響汽車(chē)的通過(guò)性和操縱穩(wěn)定性,同時(shí)影響汽車(chē)的行駛安全性。隨著人們對(duì)平順性的要求越來(lái)越高,汽車(chē)平順性研究的重要性也日益凸顯。</p><p&g

14、t;　　1.2 課題提出的目的和意義</p><p>　　現(xiàn)代汽車(chē)除了保證其基本性能，即行駛性、轉(zhuǎn)向性和制動(dòng)性等之外，目前正致力于提高安全性與舒適性，向高附加價(jià)值、高性能和高質(zhì)量的方向發(fā)展。對(duì)此，尤其作為提高操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性的轎車(chē)懸架必須進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。舒適性是汽車(chē)最重要的使用性能之一。舒適性與車(chē)身的固有振動(dòng)特性有關(guān)，而車(chē)身的固有振動(dòng)特性又與懸架的特性相關(guān)。懸架是汽車(chē)上的重要總成之一，它把車(chē)身和車(chē)輪彈性地連

15、接在一起。懸架的主要作用是傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)身之間的一切力和力矩，比如支撐力、制動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力等，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車(chē)身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動(dòng)、保證乘員的舒適性、減小貨物和車(chē)輛本身的動(dòng)載荷。懸架與汽車(chē)的多種使用性能有關(guān)，為滿足這些性能，懸架系統(tǒng)必須能滿足這些性能的要求:首先，懸架系統(tǒng)要保證汽車(chē)有良好的行駛平順性，對(duì)以載人為主要目的的轎車(chē)來(lái)講，乘員在車(chē)中承受的振動(dòng)加速度不能超過(guò)國(guó)標(biāo)規(guī)定的界限值。其次，懸架要保證車(chē)身和車(chē)輪在共振區(qū)

16、的振幅小，振動(dòng)衰減快。再次，要能保證汽車(chē)有良好的操縱穩(wěn)定性，一方面懸架要保證車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，車(chē)輪定位參數(shù)不發(fā)生很大的變化，另一方面要減小車(chē)輪的動(dòng)載荷和車(chē)輪跳動(dòng)量。還有就是要保證車(chē)身在制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎、加速時(shí)穩(wěn)定，</p><p>　　目前, 全世界汽車(chē)總量已接近8億輛, 汽車(chē)工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱. 汽車(chē)的平順性指標(biāo), 是汽車(chē)各項(xiàng)性能中一個(gè)很重要的指標(biāo), 它的好壞不僅影響到駕駛員、乘員的疲勞程度, 舒適性及貨物的安全

17、性, 而且也影響到汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)輸效率, 乃至安全問(wèn)題. 由于供求關(guān)系不斷變化和現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展, 人們對(duì)汽車(chē)行駛平順性提出了更高的要求。</p><p>　　1.3 本課題的主要內(nèi)容</p><p>　　汽車(chē)平順性的概念、重要性、評(píng)價(jià)指標(biāo)； </p><p>　　汽車(chē)懸架系統(tǒng)

18、對(duì)平順性的影響； </p><p>　　汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型介紹； </p><p>　　在Matlab環(huán)境下建立四自由度動(dòng)力學(xué)模型的方法；</p><p>　　5. 在Matlab環(huán)境下的仿真分析； </p><p>　　第二章 汽車(chē)平順性的概述</p><p>　　汽車(chē)行駛

19、時(shí)，由于路面不平等因素激起汽車(chē)的振動(dòng)，影響人的舒適性，而且產(chǎn)生動(dòng)載荷加速零件的磨損，甚至導(dǎo)致疲勞失效。保持汽車(chē)在行駛過(guò)程中乘員所處的振動(dòng)環(huán)境具有一定舒適度的性能就是汽車(chē)的平順性。汽車(chē)的平順性指標(biāo), 是汽車(chē)各項(xiàng)性能中一個(gè)很重要的指標(biāo), 它的好壞不僅影響到駕駛員、乘員的疲勞程度, 舒適性及貨物的安全性, 而且也影響到汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)輸效率, 乃至安全問(wèn)題. 由于供求關(guān)系不斷變化和現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展, 人們對(duì)汽車(chē)行駛平順性提出了更高的要求。為

20、了對(duì)汽車(chē)平順性進(jìn)行評(píng)價(jià)以及對(duì)懸架參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇,根據(jù)汽車(chē)平順性的3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),充分利用主觀評(píng)價(jià)法和客觀評(píng)價(jià)法各自的優(yōu)點(diǎn),建立了一個(gè)汽車(chē)平順性評(píng)價(jià)體系. 根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性,利用層次分析法,確定它們的主觀權(quán)重;根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),利用熵值法,確定它們的客觀權(quán)重;綜合主觀權(quán)重與客觀權(quán)重,確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的最終權(quán)重;根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的最終權(quán)重與性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算汽車(chē)平順性的評(píng)價(jià)值. 該評(píng)價(jià)體系以逐次淘汰的方式求優(yōu),通過(guò)最小的評(píng)價(jià)值與

21、最優(yōu)的汽車(chē)平順性相對(duì)應(yīng)的方式評(píng)選出最優(yōu)的懸架參數(shù)方案,</p><p>　　2.1 汽車(chē)平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)</p><p>　　汽車(chē)平順性的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)是簧載質(zhì)量加速度a2 ,車(chē)輪動(dòng)載荷Fd 和懸架動(dòng)撓度f(wàn)d 對(duì)汽車(chē)平順性也有影響.</p><p>　　2.1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)系</p><p>　　對(duì)反映懸架力學(xué)特性不變性方程進(jìn)行研究可知:

22、低頻段,車(chē)輪動(dòng)載荷與車(chē)身加速度的改善具有一致性,而在高頻段,它們的改善方向是相反的; 無(wú)論在任何頻段內(nèi),車(chē)輪動(dòng)載荷與動(dòng)撓度的改善方向是相反的;在低頻段和接近懸架固有頻率附近,車(chē)身加速度和動(dòng)撓度的改善方向是相反的, 僅在輪胎固有頻率附近,它們的改善是一致的. 因此, 汽車(chē)平順性的3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)在懸架參數(shù)優(yōu)化的過(guò)程中具有一定的不可調(diào)和性.</p><p>　　2.1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的處理</p>&

23、lt;p>　　簧載質(zhì)量加速度a2 是主要評(píng)價(jià)指標(biāo);車(chē)輪動(dòng)載荷Fd 反映車(chē)輪的接地性, 與操縱穩(wěn)定性有關(guān); 懸架的最大壓縮行程| min ( fd ) | 超過(guò)限位行程[ fd ]時(shí),懸架系統(tǒng)的限位就會(huì)被撞擊而使平順性變壞.</p><p>　　當(dāng)| min ( fd ) | 小于[ fd ]時(shí),就不會(huì)發(fā)生限位會(huì)被撞擊的情況,此時(shí), 動(dòng)撓度對(duì)平順性的影響一樣,即限位不會(huì)被撞擊的概率為1;如果| min ( f

24、d ) | 大于[ fd ],則可根據(jù)[ fd ]和fd的有效值σfd計(jì)算限位不會(huì)被撞擊的概率P,此概率P可以反映動(dòng)撓度對(duì)平順性的影響, P為[ fd ]與σfd 比值的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的概率的積分 ,按下式計(jì)算:</p><p>　　P = Norm cdf ( [ fd ] /σfd) ( 2-1 )</p><p>　　為了消除當(dāng)| min ( fd ) | <

25、; [ fd ] 時(shí)統(tǒng)計(jì)量對(duì)評(píng)價(jià)值的影響,以及不使評(píng)價(jià)指標(biāo)的描述值出現(xiàn)0值,而避免出現(xiàn)不能計(jì)算的顯著差異, 這里提出將限位不會(huì)被撞擊的概率P作為評(píng)價(jià)動(dòng)撓度對(duì)平順性影響的統(tǒng)計(jì)量. 顯然,概率P越大,表明該項(xiàng)指標(biāo)越優(yōu),反之則反.</p><p>　　參與汽車(chē)平順性評(píng)價(jià)的統(tǒng)計(jì)量為:簧載質(zhì)量加速度的最大值max ( a2 ) 與有效值σa2、車(chē)輪動(dòng)載荷的最大值max( Fd ) 與有效值σfd、懸架系統(tǒng)限位不會(huì)被撞擊的概

26、率P.</p><p>　　2.2評(píng)價(jià)體系的建立</p><p>　　反映汽車(chē)平順性的3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo), 由于其各自單位及數(shù)量級(jí)的不同而存在著不可公度性 , 難以進(jìn)行比較. 為了消除由于各項(xiàng)指標(biāo)的單位不同以及其數(shù)量級(jí)間的懸殊差別所帶來(lái)的影響, 需要對(duì)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理,并確定各指標(biāo)的權(quán)重.對(duì)幾套懸架參數(shù)方案的綜合性能進(jìn)行評(píng)比時(shí),各評(píng)價(jià)指標(biāo)可按歸一化進(jìn)行同度量化,那么確定各指標(biāo)的權(quán)重就成了建立

27、平順性評(píng)價(jià)體系的關(guān)鍵問(wèn)題.</p><p>　　由于主觀賦權(quán)法是通過(guò)專(zhuān)家根據(jù)各指標(biāo)的重要性來(lái)確定權(quán)重,易受專(zhuān)家主觀意識(shí)的影響而帶來(lái)偏差,并具有不反映各指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的相互關(guān)系的缺點(diǎn);而客觀賦權(quán)法是根據(jù)各指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的差異性確定權(quán)重,它反映各指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的相互關(guān)系,但忽略了各指標(biāo)的重要性.為了充分利用這兩種方法的各自優(yōu)點(diǎn), 克服它們各自的缺點(diǎn),這里采用主客觀結(jié)合賦權(quán)法來(lái)確定各指標(biāo)權(quán)重.</p><

28、p>　　建立汽車(chē)平順性評(píng)價(jià)體系的步驟為: ①根據(jù)汽車(chē)最經(jīng)常的使用工況,獲取各評(píng)價(jià)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),并對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理, 確定參與賦權(quán)的各指標(biāo)的參評(píng)數(shù)據(jù); ②利用層次分析法 , 根據(jù)各指標(biāo)的重要性確定主觀權(quán)重; ③利用熵值法 , 根據(jù)各指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定客觀權(quán)重; ④利用主客觀結(jié)合賦權(quán)法確定各指標(biāo)的最終權(quán)重和計(jì)算綜合評(píng)分, 然后采用逐次求優(yōu)法求取平順性最優(yōu)的懸架參數(shù)方案.</p><p>　　2.2.1　確定

29、主觀權(quán)重</p><p>　　層次分析法(AHP)是當(dāng)前流行的一種多目標(biāo)規(guī)劃和決策方法,利用它來(lái)對(duì)平順性各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行主觀賦權(quán).</p><p>　　利用層次分析法進(jìn)行主觀賦權(quán)的步驟為: ①構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)模型,建立判斷矩陣; ②確定各層次權(quán)重和進(jìn)行一致性檢驗(yàn); ③確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)主觀權(quán)重.</p><p>　　2.2.2　建立判斷矩陣</p><p&

30、gt;　　根據(jù)平順性的各指標(biāo)的參評(píng)數(shù)據(jù), 可以構(gòu)造如圖1的層次結(jié)構(gòu)模型,令a1ij是指標(biāo)i與指標(biāo)j重要性的比較值,表2-1是各比較值與相對(duì)重要性對(duì)應(yīng)表. 如果兩指標(biāo)相比的重要性介于兩個(gè)比值之間,則取: 2,4, 6, 8. a2 是平順性的主要評(píng)價(jià)指標(biāo) , 因此, 它比Fd 和fd 都重要,且Fd 和fd 是一樣重要.</p><p>　　圖2-1 層次結(jié)構(gòu)模型</p><p>　　表

31、2-1 指標(biāo)與指標(biāo)重要性的比較值</p><p>　　根據(jù)上述比值關(guān)系建立的層次結(jié)構(gòu)模型中的B層的判斷矩陣見(jiàn)表2-2.</p><p>　　表2-2 層次結(jié)構(gòu)模型中的B層判斷矩陣</p><p>　　對(duì)于a2 和Fd 來(lái)說(shuō),由于評(píng)價(jià)平順性時(shí),主要使用的是有效值,即σa2和σFd比max( a2 ) 和max( Fd )重要,它們關(guān)系的判斷矩陣見(jiàn)表2-3.</p

32、><p>　　表2-3 max ( a2 )和max( Fd )與σa2 和σfd 的判斷矩陣</p><p>　　2.2.3　確定各層次權(quán)重和進(jìn)行一致性檢驗(yàn)</p><p>　　通過(guò)計(jì)算矩陣的最大特征根及其相對(duì)應(yīng)的特征向量,來(lái)確定各因素的權(quán)重,并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)的步驟為:</p><p>　　計(jì)算判斷矩陣H 每行元素的乘向量</p>

33、<p>　　M = [M1 ,M2 , ?,Mn ]</p><p>　　Mi =hij； i, j = 1, 2, ?, n ( 2-2 )</p><p>　　(2) 計(jì)算乘向量M 的n次方根向量</p><p>　　W = [W1 ,W2 , ?,Wn ]</p><p>　　Wi = ,　i = 1, 2, ?,

34、 n (2- 3 )</p><p>　　(3) 計(jì)算向量W 的正則向量</p><p>　　W =,　i = 1, 2, ?, n (2- 4 ) </p><p>　　則W 為各因素所對(duì)應(yīng)的權(quán)重.</p><p>　　(4) 計(jì)算判斷矩陣的最大特征值</p><p>　　λmax = , 　

35、i = 1, 2, ?, n ( 2-5 )</p><p>　　(5) 檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性計(jì)算隨機(jī)一致性比率</p><p>　　CR =(λmax – n)/RI(n-1) ( 2-6 )</p><p>　　式中R I為判斷矩陣的隨機(jī)一致性指標(biāo), 當(dāng)n等于2時(shí), RI等于0;當(dāng)n等于3時(shí), RI等于0158.</p>

36、<p>　　當(dāng)CR < 011時(shí),一致性檢驗(yàn)通過(guò),否則,按文獻(xiàn)提供的方法,對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性校正.根據(jù)式(2) ～ (6) 可以計(jì)算出體現(xiàn)饋能型懸架綜合性能的a2、Fd 和fd 的主觀權(quán)重WB 和判斷矩陣HB 隨機(jī)一致性比率CRB 分別為:</p><p>　　WB = [ 01777 8, 01111 1, 01111 1 ]</p><p>　　CRB = 0

37、 （2-7）</p><p>　　根據(jù)表3很容易求出層次結(jié)構(gòu)模型中的C層中max ( a2 ) 和max( Fd ) 與σa2 和σFd 的權(quán)重向量WC12和WC34 :</p><p>　　WC12 = WC34 = [ 01125, 01875 ] ( 2-8 )</p><p>　　二階判

38、斷矩陣無(wú)需進(jìn)行一致性檢驗(yàn).</p><p>　　綜合式(7) 和式(8) ,就可以得到平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)的各參評(píng)統(tǒng)計(jì)量(max( a2 ) 、max ( Fd ) 、σa2、σFd 和P) 的主觀權(quán)重向量</p><p>　　A1 = [ 01097 2, 01680 6, 01013 9, 01097 2, 01111 1 ] ( 2-9 )</p><p>　　

39、2.3　確定客觀權(quán)重</p><p>　　利用熵值法對(duì)平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)的各參評(píng)統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行客觀賦權(quán).</p><p>　　設(shè)有m 套待評(píng)懸架參數(shù)方案, 共有max( a2 ) 、max ( Fd ) 、σa2、σFd和P這5項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo),形成原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣X = ( xij ) m ×5 ,利用熵值法進(jìn)行客觀賦權(quán)的步驟為:</p><p>　　(1) 將各指標(biāo)

40、同度量化,計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)下第i個(gè)方案指標(biāo)值的比重</p><p>　　p ( xij ) =, 　i = 1, 2, ?, m; 　j = 1, 2, ?, 5 (2-10)</p><p>　　(2) 計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值</p><p>　　ej = - k (2-11) </p><p>　　式中, k

41、> 0, ej ≥ 0. 一般取k = 1 / ln m.</p><p>　　(3) 計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的差異性系數(shù)</p><p>　　gj = 1 - ej (2-12)</p><p>　　當(dāng)gj 越大時(shí),指標(biāo)越重要.</p><p>　　(4) 確定權(quán)重向量</p><p>

42、　　A2 = [A21 , A22 , ?, A25 ]</p><p>　　A2j = (2-13)</p><p>　　2.4　確定最終權(quán)重與逐次求優(yōu)</p><p>　　主客觀結(jié)合賦權(quán)法是一種綜合主、客觀賦權(quán)的結(jié)果而確定權(quán)重的方法. 設(shè)對(duì)第j項(xiàng)指標(biāo)主、客觀賦權(quán)的權(quán)重分別為A1 j , A2 j ,則各指標(biāo)的最終權(quán)重向量A可按下式確定

43、:</p><p>　　A = [A1 , A2 , ?, A5 ]</p><p>　　Aj = (2-14)</p><p>　　從確定客觀權(quán)重的過(guò)程中可以看出, 在利用熵值法進(jìn)行客觀賦權(quán)的過(guò)程中, 參評(píng)方案數(shù)的增減會(huì)對(duì)客觀權(quán)重造成影響;另外,在懸架參數(shù)優(yōu)化的過(guò)程中,求優(yōu)過(guò)程一般使用一對(duì)一比較方式進(jìn)行. 基于上述考慮,在對(duì)多套懸架參數(shù)

44、方案平順性的評(píng)價(jià)中,采用逐次淘汰的方式逐次求優(yōu).動(dòng)撓度的參評(píng)統(tǒng)計(jì)量———限位不會(huì)被撞擊的概率P對(duì)平順性的影響是:概率P越大,該項(xiàng)指標(biāo)越優(yōu),反之則反;其他4項(xiàng)參評(píng)統(tǒng)計(jì)量是:該項(xiàng)描述值的數(shù)值越小,表明該統(tǒng)計(jì)量描述的性能越優(yōu),反之則反.</p><p>　　為了便于評(píng)價(jià),需要在計(jì)算各方案的最后評(píng)分前進(jìn)行一致性處理,即讓評(píng)價(jià)指標(biāo)的描述值代表的優(yōu)劣性相同. 令參加評(píng)比的兩套方案的最后評(píng)分向量為Q,各評(píng)價(jià)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)量按歸一化

45、法所確定的量化矩陣p2 ×5 = p ( xij ) 2 ×5 ,則可以通過(guò)下式進(jìn)行一致性處理:</p><p>　　Q = [Q1 , Q2 ]</p><p>　　Qi = A [ p ( xi1 ) , ?, { 1 - p ( xi5 ) } ]T (2-15)</p><p>　　如果最后評(píng)分向量中的Qi最小,那么第i套懸架參數(shù)方

46、案的平順性較優(yōu),此時(shí),就可以淘汰另外一套懸架參數(shù)方案;然后將勝出懸架參數(shù)方案與剩下的懸架參數(shù)方案中的任意一套進(jìn)行評(píng)比, 再次比較淘汰;按照這種逐次淘汰的方式繼續(xù)求優(yōu),最后勝出的懸架參數(shù)方案的平順性就是最優(yōu)的。</p><p>　　第三章 汽車(chē)懸架系統(tǒng)對(duì)平順性的影響</p><p>　　振動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)載加速機(jī)件的磨損,由于動(dòng)載產(chǎn)生的交變應(yīng)力會(huì)造成機(jī)件的疲勞破壞,這些都嚴(yán)重影響汽車(chē)的使用壽命。汽

47、車(chē)振動(dòng)時(shí),車(chē)輪相對(duì)于地面的跳動(dòng)又會(huì)使接地性變差,使附著性能變壞,從而影響汽車(chē)的通過(guò)性和操縱穩(wěn)定性,同時(shí)影響汽車(chē)的行駛安全性。減少汽車(chē)振動(dòng)除了調(diào)整汽車(chē)結(jié)構(gòu)本身外,還有兩個(gè)重要途徑:一方面是改善路面,減少振動(dòng)來(lái)源; 另一方面要求車(chē)輛對(duì)路面不平度有良好的隔振特性。汽車(chē)平順性主要是保持汽車(chē)在行駛過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊環(huán)境對(duì)乘員舒適性的影響在一定界限之內(nèi)，因此平順性主要根據(jù)乘員主觀感覺(jué)的舒適性來(lái)評(píng)價(jià)，對(duì)于載貨汽車(chē)還包括保持貨物完好性，他是現(xiàn)代高速

48、汽車(chē)的主要性能之一。</p><p>　　汽車(chē)平順性可由圖3-1 所示的“路面—汽車(chē)—人”系統(tǒng)的框圖來(lái)分析。路面不平度和車(chē)速形成了對(duì)汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的輸入，此輸入經(jīng)過(guò)輪胎、懸架、座墊等彈性、阻尼元件和簧載質(zhì)量、非簧載質(zhì)量構(gòu)成的振動(dòng)系統(tǒng)的傳遞，得到振動(dòng)系統(tǒng)的輸出時(shí)簧載質(zhì)量或進(jìn)一步經(jīng)座椅傳至人體的加速度，此加速度通過(guò)人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)——舒適性來(lái)評(píng)價(jià)汽車(chē)的平順性。當(dāng)振動(dòng)系統(tǒng)的輸出作為優(yōu)化的目標(biāo)時(shí)，通常還要綜合考慮車(chē)輪與路面

49、間的動(dòng)載和懸架彈簧的動(dòng)撓度，他們分別影響行駛安全性和撞擊懸架限位的概率。</p><p>　　圖3-1 “路面—汽車(chē)—人”系統(tǒng)框圖</p><p>　　汽車(chē)前后懸架與其簧載質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車(chē)行駛平順性的主要參數(shù)之一。它由懸架剛度和簧載質(zhì)量所決定。人體所習(xí)慣的垂直振動(dòng)頻率約為1 ～ 1.6Hz。車(chē)身振動(dòng)的固有頻率應(yīng)接近或處于人體適應(yīng)的頻率范圍，才能滿足舒適性要求。固有頻

50、率按下式計(jì)算：</p><p><b>　　n=</b></p><p>　　式中：g-重力加速度；f-懸架靜撓度；M-懸架簧載質(zhì)量</p><p><b>　　3.1 懸架剛度</b></p><p>　　懸架剛度（C=Mg/f）是指懸架產(chǎn)生單位垂直壓縮變形所需加于懸架上的垂直載荷，從固有頻率公式

51、可以看出，在懸架垂直載荷一定時(shí)，懸架剛度越小，固有頻率就越低。但懸架剛度越小，載荷一定時(shí)懸架垂直變形就越大。這樣若沒(méi)有足夠大的限位行程，就會(huì)使撞擊限位塊的概率增加。若固有頻率選取過(guò)低，很可能會(huì)出現(xiàn)縱向角振動(dòng)、轉(zhuǎn)彎側(cè)傾角過(guò)大等影響行駛安全的問(wèn)題。懸架的側(cè)傾角剛度和懸架的垂直剛度之間是正比關(guān)系，減小垂直剛度的同時(shí)使側(cè)傾角剛度隨之減小。當(dāng)汽車(chē)受側(cè)向力作用發(fā)生車(chē)身側(cè)傾時(shí)，若側(cè)傾角過(guò)大，乘客會(huì)感到不舒適、降低行車(chē)安全感；如側(cè)傾角過(guò)小，車(chē)身受到橫向

52、沖擊較大，平順性較差，乘客也會(huì)感到不舒適，司機(jī)路感也不好。整車(chē)側(cè)傾角剛度應(yīng)滿足：當(dāng)車(chē)身受到0.4g 側(cè)向加速度時(shí)，其側(cè)傾角在2.5°～ 4°范圍內(nèi)，前懸架側(cè)傾角剛度應(yīng)大于后懸架側(cè)傾角剛度，汽車(chē)有一定不足轉(zhuǎn)向特性。一般前懸架側(cè)傾角剛度與后懸架側(cè)傾角剛度比應(yīng)在1.4 ～ 2.6 范圍內(nèi)，如前后懸架本身不能滿足上述要求或?yàn)榱颂岣叱俗孢m性，可在前后懸架中加裝橫向穩(wěn)定桿，在不增加垂直剛度的前提下提高汽車(chē)操縱穩(wěn)定性。</

53、p><p>　　3.2 懸架的靜撓度</p><p>　　懸架的靜撓度直接影響車(chē)身振動(dòng)的偏頻（汽車(chē)前、后部分車(chē)身的固有頻率），在選取前、后懸架靜撓度值時(shí)，應(yīng)當(dāng)使之接近，并希望后懸架的靜撓度f(wàn) c2 比前懸架的靜撓度f(wàn) c1 小些，這有利于防止車(chē)身產(chǎn)生較大的縱向角振動(dòng)，推薦取f c2=（0.8 ～ 0.9）f c1。但微型轎車(chē)因軸距短使后排座椅接近后輪，為了改善后排乘客的舒適性，常常將后懸架設(shè)計(jì)

54、的偏軟些。表3-1為各類(lèi)汽車(chē)的偏頻值和靜、動(dòng)撓度值的一般取值范圍，對(duì)于舒適性要求高的汽車(chē)的偏頻值取下限，而對(duì)于貨車(chē)考慮到前后軸荷的差別和避免司機(jī)疲勞，前后靜撓度值之比要更大些。</p><p>　　表3-1 各類(lèi)汽車(chē)的偏頻值和靜、動(dòng)撓度值的一般取值范圍</p><p><b>　　3.3 非簧載質(zhì)量</b></p><p>　　影響汽車(chē)平順性的

55、另一個(gè)懸架指標(biāo)是非簧載質(zhì)量。汽車(chē)的總質(zhì)量可以分為簧載質(zhì)量與非簧載質(zhì)量?jī)刹糠?。由彈性元件承載的部分質(zhì)量，如車(chē)身、車(chē)架及其它所有彈簧以上的部件和載荷屬于簧載質(zhì)量。車(chē)輪、轉(zhuǎn)向節(jié)、非獨(dú)立懸架的車(chē)軸等屬于非簧載質(zhì)量。如果減小非簧載質(zhì)量可使車(chē)身振動(dòng)頻率降低，而車(chē)輪振動(dòng)頻率升高，這對(duì)減少共振，改善汽車(chē)的平順性是有利的。非簧載質(zhì)量對(duì)平順性的影響，常用非簧載質(zhì)量和簧載質(zhì)量之比m/M 進(jìn)行評(píng)價(jià)，此比值越小越佳。表5列出了幾種典型懸架的非簧載質(zhì)量與簧載質(zhì)量的

56、比例關(guān)系。</p><p>　　表3-2 幾種典型懸架的非簧載質(zhì)量與簧載質(zhì)量的比例關(guān)系</p><p>　　汽車(chē)軸荷隨整車(chē)裝載質(zhì)量不同而變化，尤其對(duì)于載貨汽車(chē)的后懸架，空滿載時(shí)的軸荷相差甚遠(yuǎn)，如果在預(yù)期的載荷變化范圍之內(nèi)懸架具有定剛度，即懸架的彈性特性是線性的，則可能滿載時(shí)滿足偏頻要求而空載時(shí)偏頻過(guò)大使平順性降低，或者是空載時(shí)滿足偏頻要求而滿載時(shí)動(dòng)撓度過(guò)小，使行駛過(guò)程中頻繁撞擊限位塊。為了

57、解決這一矛盾，大客車(chē)的懸架與載貨汽車(chē)的后懸架常采用空氣彈簧、變剛度鋼板彈簧的辦法，使其具有非線性的彈性特性，使空載和滿載固有頻率保持一定或很小變化。圖3-2 所示為理論上的理想彈性特性，具有這種特性的懸架，在任意載荷狀況下，系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率都保持不變，即：</p><p>　　n（f)==const</p><p>　　式中P0——設(shè)計(jì)載荷，N；</p><p>

58、　　CS0——設(shè)計(jì)載荷下的懸架剛度，N/mm；</p><p>　　f——懸架的撓度，mm。</p><p>　　3.4 相對(duì)阻尼比</p><p>　　影響汽車(chē)平順性的另一重要指標(biāo)是相對(duì)阻尼比。當(dāng)汽車(chē)懸架僅有彈性元件而無(wú)摩擦或減振裝置時(shí)，汽車(chē)懸掛質(zhì)量的振動(dòng)將會(huì)延續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，使乘客感到不舒服。因此，懸架中一定要有減振的阻尼力。對(duì)于選定的懸架剛度，只有恰當(dāng)?shù)剡x擇阻尼

59、力才能充分發(fā)揮懸架的緩沖減振作用。對(duì)于一個(gè)帶有線性阻尼減振器的懸架系統(tǒng)可以用相對(duì)阻尼比來(lái)評(píng)價(jià)阻尼的大小或振動(dòng)衰減的快慢程度。它表達(dá)為：</p><p><b>　　ζ=</b></p><p>　　k-懸架阻尼元件的阻力系數(shù)</p><p>　　上式表明，減振器的阻尼作用除與其阻尼系數(shù)k 有關(guān)外，也與懸架剛度及簧載質(zhì)量有關(guān)。不同剛度和不同質(zhì)量的

60、懸架系統(tǒng)匹配時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的阻尼效果。為了獲得良好的平順性，典型的相對(duì)阻尼比如表3-3所示。</p><p>　　表3-3 汽車(chē)懸架的偏頻及相對(duì)阻尼比</p><p>　　對(duì)于不同的道路情況，要求的阻尼力也不盡相同。行駛在平坦的良好路面時(shí)，要求懸架有小的阻尼，行駛在壞路時(shí)，則要求有較大的阻尼。此外，現(xiàn)代汽車(chē)的減振器在壓縮行程和伸張行程的阻尼系數(shù)k 值也不一樣，為充分發(fā)揮彈簧在壓縮行程中作用，

61、常把壓縮行程的阻尼比設(shè)計(jì)得比伸張小，約為伸張行程的1/2 左右。液壓減振器通過(guò)閥系的合理設(shè)計(jì)，可以方便的實(shí)現(xiàn)非線性阻尼特性，其阻尼力可以隨活塞與鋼筒相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向、速度以及二者之間的相對(duì)位置而變化。在設(shè)計(jì)載荷位置附近增加減振器液的附加通道，以便在良好路面行駛時(shí)，使阻尼系數(shù)較小以獲得良好的平順性，同時(shí)保證在大行程時(shí)還能提供足夠的阻尼力。 </p><p>　　通過(guò)對(duì)“路面 —汽車(chē)—人”系統(tǒng)

62、的框圖來(lái)分析影響汽車(chē)平順性的懸架主要參數(shù)及評(píng)價(jià)指標(biāo)，在進(jìn)行懸架系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮汽車(chē)行駛平順性外，還要綜合考慮對(duì)汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性、縱向穩(wěn)定性的影響，并采取措施，在確保行車(chē)安全性的前提下提高行駛平順性。</p><p>　　第四章 基于Matlab下的汽車(chē)平順性仿真分析</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，控制理論和系統(tǒng)的研究與應(yīng)用越來(lái)越重要，同時(shí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度越來(lái)越大，控

63、制效果的要求越來(lái)越高，這就需要更高級(jí)的控制算法來(lái)設(shè)計(jì)控制器和模擬實(shí)驗(yàn)，尤其人工智能技術(shù)在現(xiàn)代控制領(lǐng)域中的應(yīng)用，使得仿真技術(shù)對(duì)于系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、系統(tǒng)理論的研究的作用也越來(lái)越重要。仿真的方法和仿真軟件的使用是仿真的關(guān)鍵，一種仿真軟件如果能提供便捷可靠的分析和設(shè)計(jì)手段，提供豐富的對(duì)象模型庫(kù)、智能控制算法和優(yōu)化途徑，在設(shè)計(jì)智能控制算法時(shí)，能有簡(jiǎn)便有效的設(shè)計(jì)工具，那么這將大大縮短設(shè)計(jì)所需時(shí)間，提高工效。本文就是針對(duì)這一想法，在MATLAB環(huán)境下，

64、利用MATLAB的控制工具箱，Simulink圖形可視化功能，圖形及圖像處理功能，設(shè)計(jì)了本軟件包，旨在使使用者能通過(guò)該軟件包，快速分析設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，快速調(diào)用和設(shè)計(jì)智能算法，快速優(yōu)化參數(shù)等。</p><p>　　4.1汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型簡(jiǎn)介</p><p>　　汽車(chē)動(dòng)力學(xué)是一門(mén)傳統(tǒng)的學(xué)科。從生產(chǎn)第一輛汽車(chē)開(kāi)始，人們就認(rèn)識(shí)到了Ackermann轉(zhuǎn)向以及懸架可以使乘坐更加舒適等基本原理，但那只是一種

65、感知認(rèn)識(shí)，一直到近一個(gè)世紀(jì)前，人們還沒(méi)有真正涉及到這個(gè)領(lǐng)域的研究。</p><p>　　三十年代初期，英國(guó)的Lanchester、美國(guó)的Olley、法國(guó)的Broulhiet等人開(kāi)始對(duì)獨(dú)立懸架進(jìn)行研究，并對(duì)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)和懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析，可以說(shuō)這是對(duì)汽車(chē)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究的正式開(kāi)始。</p><p>　　一直到四十年代后期，在這一領(lǐng)域的研究沒(méi)有多大進(jìn)展。隨后十年，是汽車(chē)動(dòng)力學(xué)發(fā)展的黃金時(shí)期。各

66、國(guó)學(xué)者都認(rèn)識(shí)到，輪胎接地印跡處產(chǎn)生的輪胎力控制著汽車(chē)的狀態(tài)，這使得對(duì)汽車(chē)動(dòng)力學(xué)的研究向前發(fā)展了一大步。</p><p>　　六十年代到八十年代，隨著模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)的進(jìn)步，對(duì)汽車(chē)動(dòng)力學(xué)的研究越來(lái)越深入了，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行建模到了一個(gè)全新的階段。學(xué)者們建立了許多復(fù)雜的車(chē)輛模型和相應(yīng)的仿真程序，如美國(guó)密西根大學(xué)建立的十七自由度模型。</p><p>　　隨著各國(guó)學(xué)者在這一領(lǐng)域研究的不斷深入以及

67、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)動(dòng)力學(xué)不斷被賦予新的內(nèi)容，如對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的研究，對(duì)路面模型的研究，以及后來(lái)的主動(dòng)式懸架、ABS系統(tǒng)、自動(dòng)巡航、自動(dòng)預(yù)測(cè)、閉環(huán)控制等控制理論在汽車(chē)上的應(yīng)用等。所有這些研究成果，為從事汽車(chē)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的研究工作莫定了基礎(chǔ)。</p><p>　　我國(guó)在汽車(chē)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的研究起步較晚，但由于注重借鑒和吸收國(guó)外的研究成果，如今已經(jīng)基本和國(guó)外的研究同步發(fā)展。七十年代初期，清華大學(xué)、長(zhǎng)春汽車(chē)研究所開(kāi)始進(jìn)行汽車(chē)操

68、縱穩(wěn)定性的研究，研究的工作主要集中在操縱德定性性能指標(biāo)的評(píng)價(jià)方法、試驗(yàn)方法及操縱穩(wěn)定性力學(xué)模型的建立、模型的計(jì)算方法、性能預(yù)測(cè)方法和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法等。力學(xué)模型從七十年代研究汽車(chē)側(cè)偏和橫搖運(yùn)動(dòng)的二自由度線性模型，發(fā)展到包括側(cè)傾和轉(zhuǎn)向系在內(nèi)的三至五自由度乃至十三自由度的非線形復(fù)合參數(shù)模型，其功能也從對(duì)汽車(chē)穩(wěn)定性的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)的分析發(fā)展到汽車(chē)轉(zhuǎn)彎制動(dòng)性能的分析。</p><p>　　在八十年代，隨著多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)

69、在我國(guó)的發(fā)展，我國(guó)學(xué)者開(kāi)始嘗試用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法對(duì)剛體系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，如吉林工業(yè)大學(xué)的林逸教授建立了對(duì)汽車(chē)獨(dú)立懸架中的單橫臂及擺柱式懸架進(jìn)行空間運(yùn)動(dòng)分析的通用計(jì)算程序;第二汽車(chē)制造廠上官文斌等人，采用自然坐標(biāo)的概念，利用虛功原理建立了汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方法。這一時(shí)期應(yīng)用多剛體動(dòng)力學(xué)的研究主要是針對(duì)汽車(chē)的某一總成(如懸架，轉(zhuǎn)向系)，多剛體模型也是針對(duì)這些總成建立起來(lái)的。后來(lái)，多剛體力學(xué)軟件(ADAMS)被引入我國(guó)，許多

70、學(xué)者利用該軟件的功能，建立起各汽車(chē)總成模型和整車(chē)模型，促進(jìn)了我國(guó)應(yīng)用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建立汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型的發(fā)展.</p><p>　　在汽車(chē)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的研究中，吉林工業(yè)大學(xué)動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室汽車(chē)動(dòng)態(tài)仿真器的開(kāi)發(fā)成功，代表了我國(guó)在汽車(chē)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域研究的最高成就，也使我國(guó)成為世界上少數(shù)幾個(gè)掌握汽車(chē)動(dòng)態(tài)仿真器技術(shù)的國(guó)家，標(biāo)志著我國(guó)在汽車(chē)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的研究達(dá)到了世界先進(jìn)水平。</p><p>　　4

71、.2汽車(chē)四自由度模型的建立</p><p>　　設(shè)汽車(chē)的懸掛（車(chē)身）質(zhì)量為m2，它由車(chē)身、車(chē)架及其上的總成所構(gòu)成；車(chē)輪、車(chē)軸構(gòu)成的非懸掛（車(chē)輪）質(zhì)量為m1。車(chē)輪在經(jīng)過(guò)具有一定彈性和阻尼的輪胎支撐在不平路面上。當(dāng)汽車(chē)對(duì)稱(chēng)于其左右車(chē)轍的不平度函數(shù)x（i）=y（i）時(shí)，此時(shí)汽車(chē)車(chē)身只有垂直振動(dòng)z和俯仰震動(dòng)φ。下圖為汽車(chē)簡(jiǎn)化成4個(gè)自由度的平面模型。K為彈簧剛度，K1為輪胎剛度，C為減震器阻尼系數(shù)，Z1 和Z2分別是車(chē)輪和

72、車(chē)身的垂直位移坐標(biāo)。</p><p>　　圖4-1 車(chē)身與車(chē)輪雙自由度振動(dòng)模型</p><p>　　圖4-1描述的模型為雙軸汽車(chē)四個(gè)自由度的振動(dòng)模型，懸掛質(zhì)量分配系數(shù)=/ab的數(shù)值接近1，前后懸掛系統(tǒng)的垂直振動(dòng)幾乎是獨(dú)立的，對(duì)于前軸（或后軸），其運(yùn)動(dòng)方程為：</p><p>　　當(dāng)激振頻率ω接近ω1時(shí)產(chǎn)生低頻共振，按一階主振型振動(dòng)，車(chē)身質(zhì)量m2的振幅比車(chē)輪質(zhì)量m1的

73、振幅大將近10倍，稱(chēng)為車(chē)身型振動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)激振頻率ω接近ω2時(shí)產(chǎn)生高頻共振，按二階主振型振動(dòng)，車(chē)輪質(zhì)量m1的振幅比車(chē)身質(zhì)量m2的振幅大將近100倍，稱(chēng)為車(chē)輪型振動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)車(chē)輪部分在高頻共振區(qū)振動(dòng)時(shí)，車(chē)身基本不動(dòng)，可以視為車(chē)輪部分單質(zhì)量在振動(dòng)。</p><p><b>　　代入復(fù)振幅得</b></p>

74、<p><b>　　幅頻特性為：</b></p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　幅頻特性近似式為：</b></p><p>　　車(chē)輪部分固有頻率為ωt=,車(chē)輪部分阻尼比 ζt=C/2。</p><p&

75、gt;　　從上式可以看出，降低輪胎剛度能使車(chē)輪固有頻率下降和車(chē)輪阻尼比加大，這是減小車(chē)輪部分高頻共振時(shí)加速度的有效方法；降低非懸掛質(zhì)量m1，使車(chē)輪部分固有頻率ωt和阻尼比ζt都加大，車(chē)輪部分高頻共振加速度基本不變，但車(chē)輪部分動(dòng)載下降，對(duì)降低相對(duì)動(dòng)載有利。</p><p>　　由上兩式得幅頻特性圖：</p><p>　　圖4-2 車(chē)輪部分幅頻特性</p><p>　　

76、從圖4-2可以看出：</p><p>　　ω≤ω0時(shí)，|z1/q|→1,z1/q→Kt/(K+Kt)；</p><p>　　ω≥ω0時(shí)，漸近線斜率為-2:1，車(chē)輪部分將高頻輸入加以濾波；</p><p>　　ω=ωt時(shí)，產(chǎn)生高頻共振，在ζt較小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)尖峰。</p><p>　　4.3 在matlab環(huán)境下建模</p><

77、;p>　　m2f m2r</p><p>　　圖4-3 汽車(chē)四自由度模型</p><p>　　根據(jù)圖4-3和以上運(yùn)動(dòng)方程，建立MATLAB/simulink模型，如下：</p><p>　　圖4-4 汽車(chē)四自由度的Simulink 模型</p><p

78、><b>　　由以上模型得：</b></p><p>　　系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：（其中s=jω,j2=-1）</p><p>　　車(chē)身位移對(duì)的頻率響應(yīng)函數(shù)為：</p><p><b>　　系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：</b></p><p><b>　　4.4數(shù)據(jù)分析</b></p&

79、gt;<p>　　某車(chē)型懸架參數(shù)如下：</p><p><b>　　將懸架參數(shù)代入得：</b></p><p>　　4.5在Simulink環(huán)境下仿真</p><p>　　將上述計(jì)算結(jié)果代入MATLAB/simulink模型:</p><p>　　車(chē)輪部分的幅頻特性：</p><p>

80、;　　對(duì)系統(tǒng)在MATLAB程序文件方式下執(zhí)行以下程序：</p><p>　　num=[0 0 127980];den=[31 1140 148190];s1=tf(num,den);margin(s1)</p><p>　　該程序運(yùn)行后，得到車(chē)輪部分的頻率特性圖，如下：</p><p>　　圖4-5 車(chē)輪部分的頻率特性</p><p>　　運(yùn)

81、用matlab 軟件進(jìn)行汽車(chē)平順性的仿真研究既快捷又方便，同時(shí)可以得出幅頻特性圖和相頻特性圖。從圖4-5可以看出，此參數(shù)的懸架在路面激勵(lì)q=90rad/s之前一直處于低頻共振狀態(tài)，在90rad/s這個(gè)點(diǎn)左右出現(xiàn)一個(gè)峰值，隨后慢慢轉(zhuǎn)入高頻共振區(qū)，且正比于路面激勵(lì)q的變化。</p><p>　　對(duì)系統(tǒng)在MATLAB程序文件方式下執(zhí)行以下程序：</p><p>　　num=[0 0 0 1458

82、97200 2586475800];den=[6789 285000 34379720 191976000 2994919900];s2=tf(num,den);</p><p>　　margin(s2)</p><p>　　運(yùn)行該程序后，得到車(chē)身部分的頻率特性圖，如下：</p><p>　　圖4-6 車(chē)身部分的頻率特性圖</p><p>　

83、　從圖4-6可以看出，在此懸架參數(shù)下的車(chē)身部分的頻率特性和車(chē)輪部分的頻率特性的基本趨勢(shì)是一樣的，只是在低頻區(qū)出現(xiàn)波峰的q值不同。而且幅頻特性 </p><p>　　同時(shí)出現(xiàn)低、高共振區(qū)各出現(xiàn)一個(gè)波峰。 </p><p><b>　　總

84、結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)我是本著學(xué)習(xí)的態(tài)度去完成的，對(duì)于汽車(chē)平順性這方面的知識(shí)我們以前也只是在《汽車(chē)?yán)碚摗泛汀镀?chē)設(shè)計(jì)》這些書(shū)上了解過(guò)，從開(kāi)始接這一課題起，我就努力去接觸有關(guān)的資料，上網(wǎng)查詢，去圖書(shū)館借資料，和同學(xué)討論等等。遇到不了解的地方，就去請(qǐng)教指導(dǎo)老師，資料搜集的差不多了就開(kāi)始寫(xiě)論文。</p><p>　　在檢查和修改階段，通過(guò)大家的一起交流和討論，很多不

85、被注意的細(xì)節(jié)得到解決，并給出解決問(wèn)題的關(guān)鍵方法，讓我受益匪淺。</p><p>　　盡管本次課題存在很多方面的不足，但完全反映這次學(xué)習(xí)結(jié)果和以及知識(shí)積累的程度，認(rèn)清了問(wèn)題的所在，通過(guò)以后的不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐我們會(huì)有更進(jìn)一步的提高。這次設(shè)計(jì)是對(duì)自己大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次大檢閱，使我明白自己的只是還很淺薄，雖然馬上就要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個(gè)純粹的、對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。

86、</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次論文研究給予我最大幫助的是我們的指導(dǎo)老師xx老師，他對(duì)我所選的課題指明了方向，并作了很深入的分析與指導(dǎo)，對(duì)其中關(guān)鍵技術(shù)的引用做出了一定的說(shuō)明，并且經(jīng)常通過(guò)電話和E-mail與我保持密切的聯(lián)系，使我在學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題得到了及時(shí)的解決，所以我希望通過(guò)這次論文的出色完成來(lái)回報(bào)鄧?yán)蠋煂?duì)我悉心的指導(dǎo)。&l

87、t;/p><p>　　還有就是在此次研究過(guò)程中，還要感謝xx同學(xué)陪我在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)的給我講解了Matlab的使用方法。還要感謝寢室的同學(xué)幫我收獲了相關(guān)資料，并提出了寶貴意見(jiàn)。</p><p>　　總之，本次設(shè)計(jì)在廣大老師、同學(xué)的幫助下順利的完成，使我知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)都得到了一個(gè)突破性的提高，在此對(duì)他們的幫助深表感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

88、;/b></p><p>　　【1】黃忠霖．控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真(第3版) [M]．國(guó)防工業(yè)出版社 </p><p>　　【2】王正林，王勝開(kāi)，陳國(guó)順．MATLAB/Simulink與控制系統(tǒng)仿真[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2005.

89、 </p><p>　　【3】李宜達(dá)．控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[M]．清華大學(xué)出版社 </p><p>　　【4】余志生．汽車(chē)?yán)碚摚ǖ谖灏妫M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社 </p><p>　　【5

90、】李　軍. 汽車(chē)懸架參數(shù)對(duì)操縱穩(wěn)定性的影響仿真分析研究[J ] .車(chē)輛與動(dòng)力技術(shù),2001 , (4) :22226.</p><p>　　【6】盧劍偉. 基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的汽車(chē)懸架設(shè)計(jì)的研究[D] . 合</p><p>　　肥:合肥工業(yè)大學(xué), 1999. 24229.</p><p>　　【7】GB7031 86. 車(chē)輛振動(dòng)輸入 路面平度表示方法[ S].&l

91、t;/p><p>　　【8】李莉.基于AOAMS/Car 的某轎車(chē)平順性仿真分析與改進(jìn)[OJ. 長(zhǎng)春:吉林大學(xué)， 2007.</p><p>　　【9】孫海濤， 陳關(guān)龍． 汽車(chē)動(dòng)理學(xué)模型綜述［J］． 客車(chē)技術(shù)，2006，12</p><p>　　【10】Dave Crolla，喻凡．車(chē)輛動(dòng)力學(xué)及其控制［M］．北京：人民交通出版社，2003</p><

92、p>　　【11】劉惟信. 汽車(chē)設(shè)計(jì)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2001</p><p>　　【12】鄭冀魯編《MATLAB與化學(xué)——作圖、計(jì)算與數(shù)據(jù)處理》（化學(xué)工業(yè)出版社）</p><p>　　【13】張志涌 《精通MATLAB 6.5版教程》北京航天航空大學(xué)出版社 (2003-03出版)</p><p>　　【14】陳懷探《MATLAB及其在理工課程中的