1、基于Simulink的車輛兩自由度操縱穩(wěn)定性模型汽車操縱穩(wěn)定性是汽車高速安全行駛的生命線，是汽車主動安全性的重要因素之一；汽車操縱穩(wěn)定性一直汽車整車性能研究領域的重要課題。本文采用MATLAB仿真建立了汽車二自由度動力學模型，通過仿真分析了不同車速、不同質量和不同側偏剛度對汽車操縱穩(wěn)定性的影響。研究表明，降低汽車行駛速度，增加前后輪側偏剛度和減小汽車質量可以減小質心側偏角，使固有圓頻率增加降低行駛車速還可以使阻尼比增加，超調量及穩(wěn)定時間減少。車輛操縱穩(wěn)定性評價主要有客觀評價和主觀評價倆種方法?？陀^評價是通過標準實驗得到汽車狀態(tài)量，再計算汽車操縱穩(wěn)定性的評價指標，這可通過實車實驗和模擬仿真完成，

2、在車輛開發(fā)初期可通過車輛動力仿真進行車輛操縱穩(wěn)定性研究。1二自由度汽車模型為了便于掌握操縱穩(wěn)定性的基本特性，對汽車簡化為線性二自由度的汽車模型，忽略轉向系統(tǒng)的影響，直接一前輪轉角作為輸入；忽略懸架的作用，認為汽車車廂只作用于地面的平面運動。2運動學分析分析時，令車輛坐標系原點與汽車質心重合。首先確定汽車質心的(絕對)加速度在車輛坐標系中的分量。VV+Avu利寸f+M時V+Av確定汽車質心的(絕對)加速度在車輛坐標系的分量和。Ox與Oy為車輛坐標系的縱軸與橫軸。質心速度1與t時刻在Ox軸上的分量為u在Oy軸上的分量為v。2.1沿Ox軸速度分量的變化為：由于汽車轉向行駛時伴有平移和轉動，在t+At

3、時刻，車輛坐標系中質心速度的大小與方向均發(fā)生變化，而車輛坐標系中的縱軸和橫軸亦發(fā)生變化，所以沿x軸速度分量變化為：(u+Au)cosA0u(v+Av)sinA0=ucosA0+AucosA0u一vsin0AvsinA0考慮到很小并忽略二階微量，上式變成:u-vA0,除以t并取極限，便是汽車質心絕對加速度在車輛坐標系Ox和Oy上的分量為:ax=u-vr2.2二自由度動力學方程因此我們可以得出兩自由度的基本操縱模型的運動方程:公式1)m(v+uw)=F+FryfyrIw=aF一bFzryfyr由于假設側片剛度在線性區(qū)域，所以F=-Ka(公式2)ya在單軌模型中，前輪的側向速度為v=v+arf后輪的

4、側向速度為當a很小的時候,v=v-brr可以認為tanaa所以：u-bwUru公式3)m(v+uw)=k0-(曾停v-r1u(ak-bk)12Wur(ak-bk)(a2k+b2k)Iw=ako-i2v-i2wZ，r1uur其中k為前輪側偏剛度1k為后輪側偏剛度2將轉向輸入6作為系統(tǒng)的輸入放在方程右邊，并以狀態(tài)空間方程的形式來表示，則可得到系統(tǒng)的運動方程為:(k+k)12_u(ak-bk)12u(ak-bk)mu+iu(a2k+b2k)iu丿(52.3轉化成標準的狀態(tài)空間方程X=AX+BUrv其中A二-P-iQ;B=P-iR;X=;輸入矢量沏=5Iw)r轉化為標準的狀態(tài)空間方程為：X=AX+BU

5、Y=CX+DU其中rvX=;U=8(ak-bk)u+12r(k+k)12_mujw)rmuA=B=(ak-bk)12JIuzrk-mC=(oak1J1丿(a2k+b2k)12Iuz1)D=0M文件定義的參數(shù)值Simulink模型回BA865322356S9100FileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelp呂屜|叵）禽靶Timeoffset:0二自由度汽車Simulink模型橫擺角速度階躍響應2.4以狀態(tài)方程建立的仿真圖Editor-F:MATLAB(hijarcun)zLioye3.rriFileEditTextGoCellToolsDebugDesktopWindo-a-1228;*-質心到刖軸距離b=L-a;+質心到后軸距離-kl=-51000;%前輪側偏剛度-k2=-60000;后輪側偏剛度-p=-m0;0Iz;-Q=(kl+k2)/u-m*u+(a*kl-b*k2)/u;.(a*kl-b*k2)/u(a2*kl+b，2*k2)/u3-R=k