车辆悬架-四分之一整车模型Simulink建模仿真

车辆悬架四分之一整车模型的Simulink建模与仿真车身质心加速度相对动载荷悬架动行程Simulink建模与仿真运用simulink中的状态空间模型计算四分之一车模型的，ACC，DTL和SWS。首先运用吴志成老师一片文献的方法利用simulink建立路面不平度模型，生成路面谱。所运用的公式如下：q̇(t)=−0.111∗𝑣∗𝑞(𝑡)+0.111∗40∗√𝐺𝑞(𝑛0)∗𝑣利用上述式子得出路面不平度生成如下所示：图1路面谱生成因为选择的是E级路面，40KM/h，因此增益2和3分别为，11.1111和8.5333。此外，限带白噪声功率的大小为白噪声的协方差与采样时间的乘积。又白噪声WE(t)的协方差满足下式：E[𝑤𝐸(t)𝑤𝐸(t+τ)]=2𝜌2𝛼𝑣𝛿(𝜏)此处δ(τ)为脉冲函数，并且选择采样时间为0.01s，则计算可得白噪声功率为8.9*10-3。计算的路面不平度均方根值为0.0531m。四分之一车模型根据拉格朗日方程有下式：状态空间模型：xb=z2xw=z1kt=k1ks=k2mb=m2mw=m1xr=u建立状态方程和输出方程，在此选取状态变量向量为：X=[z1,z2,𝑧1̇,𝑧2̇]′0)()(wbswbbbxxkxxCxM0输入向量为：u=[qt]′则输出向量为Y=[𝑧2̈,z2,(z1−u)∗ktm2∗g,z2−z1]′建立如下的状态方程和输出方程：Ẋ=𝐴𝑋+𝐵𝑢𝑌=𝐶𝑋+𝑑𝑢解得A，B，C，D分别为：A=[00010001−(𝑘1+𝑘2)/𝑚1𝑘2/𝑚2𝑘2/𝑚1−𝑘2/𝑚2−𝑐/𝑚1𝑐/𝑚1𝑐/𝑚2−𝑐2/𝑚2]B=[00k1m10]′C=[k2m2−k2m2cm2−cm2;0100;k1m2g000;−1100]D=[00−k1m2g0]′将各个已知量代入即可得出具体的矩阵。从而有下面的simulink仿真：图2simulink仿真模型图3车身质心垂直加速度时域特性图（ACC）ACC的均方根值为3.99ms-2。Acc的功率谱密度：运用[pxx,m]=psd(ddz2,512,100);plot(m,pxx)xlabel('频率/Hz')ylabel('功率谱密度/(ms-2)^2/Hz')title('acc功率谱密度')图形如下：图4车身质心加速度功率谱密度图5车身质心位移的时域特性曲线Z2的均方根值为0.0587m.图6相对动载荷的时域特性均方根值为0.7464还是运用上面的式子计算相对动载荷的功率谱密度：得图如下图7相对动载荷功率谱密度图8悬架动行程的时域特性均方根值为0.0316m悬架动行程的功率谱密度如下图：图9悬架动行程功率谱密度不同阻尼比和固有频率对上述几个值的影响：程序如下：得到的图形如下：图10阻尼比，固有频率对车身加速度的影响图11阻尼比，固有频率对相对动载荷的影响图12阻尼比，固有频率对悬架动行程的影响