基于SIMULINK整车悬架动力学仿真分析开题报告

 2021-08-08 01:41:41

全文总字数:1884字

1. 研究目的与意义

1、研究背景:

汽车悬架系统影响汽车平顺性与操作稳定性,目前汽车悬架系统仿真分析遇到的问题有三个方面:悬架模型自由度的选取,控制,路面激励的影响;(1)汽车悬架的振动,是耦合的多入多出(MIMO)系统,但由于整车模型的参数较多,多数学者在研究悬架振动时采用1/4车辆模型和1/2车辆模型,由于1/4车辆模型不存在耦合,1/2车辆模型没有侧倾运动,所以这些模型与汽车实际运行情况存在一定差距。就目前来看,对整车悬架方面的研究工作比1/4和1/2悬架要少得多,因此此课题选择建立整车的动力学模型,并通过MATLAB软件中的SIMULINK模块进行仿真分析,致力于为悬架参数的设计和减振控制提供依据。(2)由于整车悬架的结构复杂,且具有多输入和多输出,从本质上来讲,属于大系统控制的研究范畴,因此近年来,研究人员把主要用于解决大系统控制问题的分散控制引入整车悬架系统的研究中,但整车悬架的分散控制大多数是和其它控制方法相结合的,如和变结构控制、鲁棒控制相结合。从大系统控制的角度来研究整车悬架系统的控制问题已经成为一条非常重要的途经。本课题采用对悬架系统的简单控制来进行仿真。(3)路面不平度是汽车行驶时的主要激励,影响车辆行驶平顺性、乘坐舒适性和操纵稳定性。通常,在研究车辆的行驶平顺性时,将路面不平度作为车辆系统的位移激励。由于路面不平度是随机输入,通常采用统计特性在频域来描述。现在,滤波白噪声是生成随机路面最常用的方法。

2、研究目的和意义:

汽车悬架系统影响车辆的行驶平顺性和安全性,悬架系统是汽车动力学研究的重要内容。根据动力学知识建立整车悬架数学模型,利用MATLAB软件中的Simulink模块搭建悬架模型。在Simulink中建立不同的路面模型,在考虑重力的情况下计算悬架参数与车辆的平顺性的关系。利用简单控制策略,提高悬架系统的性能。

2. 国内外研究现状分析

国外研究现状:

在1940,riekert和schunck建立了二自由度简化车辆模型,该模型主要用于研究汽车侧向运动,只有侧向和横摆两个自由度,是分析车辆稳态转向性能的经典模型。1956年l.segel在riekert和schunck研究的基础上,建立了具有三个自由度的车辆模型,模型考虑了汽车簧载质量的侧倾运动,并首次引入侧倾中心的概念,为以后对汽车进行更为复杂的研究奠定了基础。学者t.okada首先认识到悬架系统对整车仿真特性的重要影响,并于1973年建立了七自由度车辆模型模型采用变化的侧倾中心建模,考虑了悬架kc特性对整车性能的影响,为后期基于特性的悬架模型的发展指明了前进方向。二十世纪后期,计算机技术得到迅速发展,许多学者将计算机技术应用于汽车开发,这使得复杂模型的求解不再成为车辆动力学研究的局限因素。目前在国外方面,soliman等人研究了半主动和主动悬架的四自由度车辆模型,对阻尼系数大小进行控制从而控制悬架的动力学特性以降低车辆的垂向加速度的大小,进而提高汽车行驶平顺性;s,a edwards等人对车辆悬架系统采用控制来提高汽车操纵稳定性。

国内研究现状:

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

1、建立整车悬架动力学模型。

2、运用Simulink模块进行仿真分析。

研究计划:

1、1-4周,建立整车悬架数学模型。

2、5-6周,利用MATLAB软件中的Simulink模块搭建悬架模型。

3、7-10周,利用MATLAB软件进行仿真计算。

4、11-13周,分析影响汽车悬架系统性能的因素。

5、14-15周,毕业设计说明书。

4. 研究创新点

利用MATLAB软件建立整车悬架模型并进行仿真分析,在考虑重力以及不同的路面激励的情况下计算悬架参数与平顺性的关系。

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