汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群1第五章汽车的操纵稳定性预备知识汽车转向系的功能、组成、构造及工作原理。中心思想首先介绍操纵稳定性的基本概念(评价指标、轮胎侧偏特性),然后分析简单模型的时域响应,最后指出悬架、转向系、传动系对操纵稳定性的影响。汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群2引言1.操纵稳定性2.操纵稳定性涉及工况3.操纵稳定性的重要性汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群3第一节概述思考题如何判断汽车操纵稳定性好坏?本节应掌握的内容1.操纵稳定性的评价指标。2.车辆坐标系。3.稳态转向特性。汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群4一、基本内容1.时域响应2.频域响应3.回正性4.转向半径5.转向轻便性6.直线行驶性7.典型行驶工况8.极限行驶工况9.转向盘中间位置操纵稳定性汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群5二、车辆坐标系与时域响应1.车辆坐标系汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群6二、车辆坐标系与时域响应2.时域响应SteadystateTransientstat3.稳态响应特性不足转向中性转向过多转向汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群7二、车辆坐标系与时域响应4.瞬态响应特性反应时间—、超调量—波动频率—稳定时间—%1000rrsT20%105%95rr汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群8三、人—车闭路系统1.开路(环)系统2.闭路(环)系统汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群9第一节概述四、汽车实验的两种评价方法1.实车试验/驾驶模拟器2.客观评价/主观评价五、时频响应的评价指标1.方向盘角阶跃输入下的稳态响应(1)增益曲线(2)增益(3)稳定性因数asru_srK汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群10五、时频响应的评价指标2.方向盘角阶跃输入下的瞬态响应(1)或曲线(2)反应时间(3)衰减圆频率3.横摆角速度频率响应特性(1)共振峰频率f(2)1Hz时的相位滞后角trtrr%1000T2汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群11第一节结束!汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群12第二节轮胎的侧偏特性思考题轮胎侧偏特性在汽车建模中的重要性?本节应掌握的内容1.轮胎的侧偏特性2.侧偏现象3.附着椭圆汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群13第二节轮胎的侧偏特性一、基本概念二、轮胎坐标系汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群14三、侧偏现象/侧偏曲线1.侧偏力—车轮中心沿Y轴方向作用有侧向力yF汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群152.侧偏现象—车轮行驶方向偏离车轮平面的方向。汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群163.侧偏力—侧偏角曲线汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群17四、侧偏特性的影响因素汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群18四、侧偏特性的影响因素汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群19四、侧偏特性的影响因素汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群20四、侧偏特性的影响因素汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群21四、侧偏特性的影响因素汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群22四、侧偏特性的影响因素汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群23五、回正力矩eFTyz汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群24五、回正力矩汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群25五、回正力矩汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群26第二节结束!汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群27第三节线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应思考题怎样简化为……模型?本节应掌握的内容1.假设条件2.公式推导3.时域响应特性、频域响应特性汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群28一、数学模型1.假设前轮转角输入平面运动线性轮胎两轮摩托车。汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群29一、数学模型2.模型rzrrrIakkbkaubkakuvmkbkakukk1221221212111汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群30二、稳态响应1.稳态响应稳态时:const,则线、角加速度均为零。解方程可得稳态横摆角速度增益,即转向灵敏度:其中—稳定性因数(s2m-2)r2212211KuLuukbkaLmLusrK汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群31二、稳态响应2.稳态响应的三种类型K=0—中性转向:K0—不足转向:,特征车速K0—过多转向:,临界车速LusrLusrLusrKuch1Kucr1汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群32二、稳态响应2.稳态响应的三种类型汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群33二、稳态响应2.稳态响应的三种类型汽车应具有适度的不足转向特性??前轮转角:转向半径:RLLR汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群34二、稳态响应3.表征稳态响应的参数(1)21汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群35※作业证明:21LR汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群36二、稳态响应3.表征稳态响应的参数(2)转向半径的比值当时,0LR00222111RKuLKuKuLuuuRr0RR汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群37汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群38三、瞬态响应1.瞬态响应:(1)推导瞬态时,二自由度方程的两个未知数可以是和,通过消元法消去,得到的一元二阶常系数微分方程。由常微分方程的性质或解法—先得到其通解和特解,最后得到正常汽车(小阻尼)的。rrrtrtCeBttrsin02000汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群39或teAteABtttrsincos00212000汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群40三、瞬态响应(2)表征瞬态品质好坏的参数a)固有圆频率mc0汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群41三、瞬态响应(2)表征瞬态品质好坏的参数b)阻尼比c)反应时间d)峰值反应时间mh020arctg汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群42三、瞬态响应2.瞬态响应的稳定条件:(1)时,只要就收敛。(2)时,应为正值,即。过多转向汽车,的车速为临界车速。,不稳定。,与稳态响应的临界车速是一样的。r10120020020cru020cruuKucr1汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群43四、频率响应特性1.频率响应特性:幅频特性、相频特性2.富氏变换:rswffA汽汽汽车车车012002BBrrr0120022BjBjjrrr0120022BjBjrrr汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群44四、频率响应特性2.富氏变换:式中--的富氏变换。--的富氏变换。频率响应函数:rtrtjCBjBjBjHrr2002012汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群45四、频率响应特性2.富氏变换:幅频特性:要求共振频率高些,通频带宽些,以保证操纵平稳。相频特性:要求相位差小些,以保证反映灵敏。22CBABCarctg汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群46汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群47四、频率响应特性3.评价汽车操纵稳定性的5个参数(1),即稳态增益,a。(2)共振峰频率。(3)共振时的增幅比,对应超调量。(4)低频时的相位滞后角应小些,。(5)高频时的相位滞后角应小些,。0ffArfab01.0f小些6.0f汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群48汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群49汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群50汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群51第三节结束!汽车理论(PowerPoint版)版权所有者:南航赵又群52第四节提高操纵稳定性的电子控制系统思考题就你所知……有哪些?本节应了解的内容4WS、VSC(自学内容)