文档介绍：汽车主动悬架系统模型与仿真
44100221 衡威威
一、建立动态系统模型
右图为汽车悬架二自由度振动模型
以各自的平衡位置为坐标原点,列出牛顿运动定理方程:
对上式进行简单的变换:
m1 为非悬挂质量(车轮质量);
m2 为悬挂质量(车身质量);
Fk 为主动控制力;
x0 为路面激励垂直位移;
x1 为车轮质量质心垂直位移;
x2 为车身质量质心垂直位移;
k1 为轮胎刚度;
k2 为悬架弹簧刚度;
c2 为减振器阻尼系数;轮胎阻尼视为0;
二、根据模型进行SIMULINK仿真
两个输入依次是:地面激励垂直位移X0和主动控制力Fk
三个输出依次是:悬架动挠度X2-X1,车身质心位移X2和车身质心加速度X''2(说明:三个输出是相互关联的,之所以设计三个是为了从多个方面展示系统动态情况,使观察更全面)
某一车型的相关参数为:M2=1091kg,M1=162kg,K2=52840N/m,K1=329048N/m,C2=3235Ns/m;
输入端X0是用signal builder模拟阶跃信号,;输入端Fx=0,相当于现实中对悬架的控制力为0.
仿真结果
根据图像,我们
知道该汽车在没有
加PID控制的时候,
大约经过4s,
汽车悬架动挠度、
车身垂直位移和
车身垂直加速度
达到稳定状态
三、加入PID控制后仿真
汽车悬架的时域响应要求拟定为是:
建立时间(系统达到稳态的时间)<= 2s
超调量(垂直位移)<=40%
经调定后:
Kp=75
Ki=4000
Kd=25
加PID后仿真结果
调定结果
已经满足要求
仿真结果对比
黄色曲线是未加
PID控制前悬架系统
仿真结果
紫色曲线是加PID
控制后悬架系统
仿真结果
四、SIMUlINK总图