分析和物理

半车模型的自由体图

插图显示了半车模型的特点。前悬架和后悬架建模为弹簧/阻尼系统。一个更详细的模型应该包括一个轮胎模型和阻尼器非线性，如速度依赖阻尼(在反弹时比压缩时阻尼更大)。车身具有俯仰和弹跳自由度。它们在模型中由四种状态表示:垂直位移、垂直速度、俯仰角位移和俯仰角速度。一个具有6个自由度的完整模型可以使用向量代数块来执行轴转换和力/位移/速度计算。方程1描述前悬架对弹跳(即垂直自由度)的影响:

地点:

方程2描述由于悬架引起的俯仰力矩。

地点:

方程3根据牛顿第二定律，解决了导致身体运动的力和力矩:

地点:

模型

要打开模型，输入sldemo_suspn在MATLAB®命令窗口。

悬挂模型的顶层图

悬挂模型有两个输入，两个输入块在模型图上都是蓝色的。第一个输入是道路高度。这里的阶跃输入对应于车辆在路面上行驶时的高度阶跃变化。第二个输入是通过车轮中心作用的水平力，由制动或加速动作产生。这个输入仅仅是关于俯仰轴的力矩，因为纵向的身体运动没有被建模。

弹簧/阻尼器模型用于前悬架和后悬架子系统

弹簧/阻尼子系统模型的前和后悬架如上所示。右击前/后悬挂块并选择面具>看下面具看看前/后悬挂子系统。悬架子系统被用来模拟方程1-3。通过直接使用增益和求和块，在Simulink®图中直接实现这些方程。万博1manbetx

前面和后面的差异解释如下。因为子系统是一个屏蔽块，所以不同的数据集(l，K和C)可以为每个实例输入。此外,l被认为是笛卡尔坐标x，相对于原点，或者说重心，是正的或负的。因此,Kf，Cf,低频是用于前悬挂块，而基米-雷克南，Cr,Lr用于后悬挂块。

运行仿真

运行这个模型，在模拟选项卡上,单击运行．的初始条件被加载到模型工作区sldemo_suspdat.m文件。控件上的Simulink Editor中查看模型工作区的内容万博1manbetx建模选项卡,在设计中,选择模型浏览器．在模型资源管理器中，查看sldemo_suspn模型，并选择“模型工作区”。在模型工作空间中加载初始条件可以防止任何参数的意外修改，并保持MATLAB工作空间的整洁。

注意，模型将相关数据记录到一个名为sldemo_suspn_output．键入结构的名称以查看它包含哪些数据。

仿真结果

仿真结果如图所示。结果由sldemo_suspgraph.m文件。默认初始条件如表1所示。

表1:默认的初始条件

如果= 0.9;%前轮毂距车身重心位移(m) Lr = 1.2;%后轮毂位移从身体重心(m) Mb = 1200;%体重(kg) Iyy = 2100;%体绕y轴转动惯量，单位为(kg m^2) kf = 28000;%前悬架刚度(N/m) kr = 21000;%后悬架刚度在(N/m) cf = 2500;%前悬架阻尼(N秒/m) cr = 2000;%后悬架阻尼(N秒/米)

关闭模式

关闭模型并从MATLAB工作区中删除生成的数据。

结论

这个模型可以让你模拟改变悬架阻尼和刚度的影响，从而调查舒适性和性能之间的权衡。一般来说，赛车的弹簧很硬，阻尼系数很高，而乘用车的弹簧比较软，振动响应更大。