汽车操纵稳定性是汽车高速安全行驶的生命线，是汽车主动安全性的重要因素之一；汽车操纵稳定性一直汽车整车性能研究领域的重要课题。本文采用MATLAB仿真建立了汽车二自由度动力学模型，通过仿真分析了不同车速、不同质量和不同侧偏刚度对汽车操纵稳定性的影响。研究表明，降低汽车行驶速度，增加前后轮侧偏刚度和减小汽车质量可以减小质心侧偏角，使固有圆频率增加降低行驶车速还可以使阻尼比增加，超调量及稳定时间减少。
车辆操纵稳定性评价主要有客观评价和主观评价俩种方法。客观评价是通过标准实验得到汽车状态量，再计算汽车操纵稳定性的评价指标，这可通过实车实验和模拟仿真完成，在车辆开发初期可通过车辆动力仿真进行车辆操纵稳定性研究。
1二自由度汽车模
为了便于掌握操纵稳定性的基本特性，对汽车简化为线性二自由度的汽车模型，忽略转向系统的影响，直接一前轮转角作为输入；忽略悬架的作用，认为汽车车厢只作用于地面的平面运动。
2 运动学分析
确定汽车质心的（绝对）加速度在车辆坐标系的分量和。Ox与Oy为车辆坐标系的纵轴与横轴。质心速度与t时刻在Ox轴上的分量为u，在oy轴上的分量为v。
2.1 沿Ox轴速度分量的变化为：
考虑到很小并忽略二阶微量，上式变成：除以并取极限，便是汽车质心绝对加速度在车辆坐标系。
沿Ox轴速度分量的变化为:
同理，汽车质心绝对加速度沿横轴oy上的分量为：
2.2 二自由度动力学方程
二自由度汽车受到的外力沿y轴方向的合力与绕质心的力矩和为:
式中，,为地面对前后轮的侧向反作用力；为前轮转角。
考虑到很小，上式可以写上：
根据坐标系的规定，前后侧偏角为：
由此，可以列出外力，外力矩与汽车参数的关系式为：
所以，二自由度汽车的运动微分方程为：
汽车主动安全性上式可以变形为：
2.3 转化成标准的状态空间方程
写成状态方程为：
其中：
发布评论