【正文】 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ汽車懸架 系統(tǒng) 的仿真與優(yōu)化 47 參考文獻 [1] 錢瑜 . 汽車懸架分類及半主動懸架 [J]. 江南學院學報 .(4) P73～ P76. [2] 曹民、范永法 . 汽 車懸架技術的進展和預測 [J]. 上海汽車 . P16～ P19. [3] 王慧文、孫曉娟、張偉 . 汽車懸架控制技術的發(fā)展 [J]. 森林工程 .第 14 卷 ,第一期 ,(1) P29～ P30. [4] 高國塵、楊紹普、郭京波 . 汽車懸架控制系統(tǒng)研究動態(tài)與展望 [J]. 機械強度 . (3) P279～ P284. [5] 賈啟芬、王影、劉習軍 . 汽車懸架振動系統(tǒng)的若干控制技術和發(fā)展 [J]. 機床與液壓 . P12～ P14. [6] 姚嘉、朝明輝 . 汽車懸架系統(tǒng)的發(fā)展與控制理 論 [J]. 佳木斯大學學報 (自然科學版 ). (3) P450～ P452. [7] 劉朝紅 . 汽車懸架系統(tǒng)發(fā)展簡述 [J]. 發(fā)展與動態(tài) . P13～ P14. [8] 孫建民、楊清梅、陳玉強 . 汽車懸架系統(tǒng)振動控制技術研究現(xiàn)狀 [J]. 汽車工藝與材料 . P24～ P27. [9] 趙鈴 . 基于 Simulink 的汽車懸架動態(tài)仿真 [J]. 機械 20xx. 第 29卷增刊 P11～P13. [10]皺曉華、張立軍、鄭春嬌 . 汽車懸架系統(tǒng)振動仿真 [J]. 遼寧工學院學報 . (2) P37～ P40. [11]劉立強、譚繼錦、王啟瑞、陳無畏 . 轉(zhuǎn)向工況下汽車懸架系統(tǒng)動力學特性仿真 [J]. 合肥工業(yè)大學學報 . (8) P886～ P890. [12]黃志剛、鄧慕僑 . 微型汽車懸架的動態(tài)仿真分析 [J]. 北京輕工業(yè)學院學報 . (2) P82～ P90. [13]薛定宇、陳陽泉 . 基于 MATLAB/Simulink 的系統(tǒng)仿真技術與應用 [M]. 北京： 清華大學出版社 ,20xx. [14]張啟明、關家午 . 汽車 CAD 技術 [M]. 北京 ： 人民交通出版社 , 20xx. 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[23]UG Document[M].Unigraphics Solution,20xx. 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ汽車懸架 系統(tǒng) 的仿真與優(yōu)化 49 英 文翻譯 活動汽車懸架的軸距優(yōu)選控制預覽 喻凡 吉林大學國際 汽車動態(tài)模仿 技術實驗室 Crolla D A 英國 利茲機械 工程 大學部門 , 利茲 , LS2 9JT 摘要：一種 利用在前后輸入 軸 之間交互作用 的優(yōu)選控制規(guī)律的計 算方法 , 即 , 軸距預覽信息 , 被用來描述一輛活動汽車懸架的設計 。 （ 2） 通過運用 MATLAB/Simulink軟件，建立一個具有主動懸架系統(tǒng)的車輛模型。 100），許用的懸架工作空間得到了最充分地利用。 0]/mb/mb。 N=[0。 Q(4,5)=q1。 Q(3,3)=q2+ks*ks/mb/mb。 0。 0。 A(5,5)=2*pi*f0。 A(2,4)=(ks+kt)/mw。 A=zeros(5)。 U0=20。 ks=20xx0。 在 MATLAB/Simulink 中對各參數(shù)賦值，及黎卡提方程的程序如（圖）所示： 完成賦值和方程的建立之后，在 MATLAB 的工作界面輸入 riccati 運行黎卡提方程 （圖 ） 。 表 單輪模型仿真輸入?yún)?shù)值 車輛模型參數(shù) 符號 數(shù)值 單位 1/4 車身質(zhì)量 mb 500 Kg 車輪質(zhì)量 mw 40 Kg 懸架剛度 ks 20xx0 N/m 輪胎剛度 kt 20xx00 N/m 允許的懸架工作空間 SWS 177。其中，白噪聲的生成可直接用 MATLAB函數(shù) WGN(M,N,P),其中 M為生成矩陣的行數(shù)，N 為列數(shù)， P 為白噪聲的功率（單位為 dB）。 將目標性能指數(shù) J 的表達式（ ）改寫成矩陣形式，即： ? ?dtNUXRUUQXXTJ T TTTT ? ??? ??021l i m ???????????? （ ） ?????????????????????????????1112221222222222000000000000000000qqqmKqqmKqmKqmKqQbSbSbSbS 21bmR? ??????????????????00012SSb KKmN 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ汽車懸架 系統(tǒng) 的仿真與優(yōu)化 39 當車輛參數(shù)值和加權系數(shù)值確定后，最優(yōu)控制反饋增益矩陣 K 即 可由黎卡提方程求出，其形式如下： ? ? ? ? 01 ?????? ? QNSBRNSBSASA TTT ? ?????????? （ ） K 與 S 的關系： ? ?TT NSBRK ?? ?1 其中控制反饋增益矩陣 K 由車輛參數(shù)和加權系數(shù)決定，求出了增益矩陣 K1x5，就完成了單輪車輛主動懸架控制器的設計，根據(jù)任意時刻的反饋狀態(tài)變量 X(t)，就得出 t 時刻作動器的最優(yōu)控制力 Ua(t)。 結合式（ ）、（ ）、（ ），將系統(tǒng)運動方程和系統(tǒng)激勵輸入方程寫成矩陣形式，即可得出 系統(tǒng)的空間狀態(tài)方程： )()()()( tFWtBUtAXtX ???? ? ??????????????????（ ） 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ汽車懸架 系統(tǒng) 的仿真與優(yōu)化 37 X(t)為系統(tǒng)狀態(tài)矢量 ， Tgwbwb txtxtxtxtxtX )]()()()()([)( ??? ；?????????????????????????020xx0000100000100000fmKmKKmKmKmKA wtwstwsbsbs? ??????????????????????00011wbmmB ?????????????????0020000UGF? W(t)為高斯白噪聲輸入矩陣， W(t)=[w(t)]； U(t)為控制輸入矩陣， U(t)=[Ua(t)]。輸出模塊主要在 Sinks 庫中。信號源模塊 Simulink 模型可以用來 模擬線性或非線性、連續(xù)或離散或者兩者的混合系統(tǒng)，也就是它可以用來模擬幾乎所有可遇到的動態(tài)系統(tǒng)。 Simulink 對仿真的實現(xiàn)可以應用于動力系統(tǒng)、 信號控制、通信設計、金融財會及生物醫(yī)學等各個領域的研究中。一般來說，它們都是由特定領域的專家開發(fā)的，用戶可以直接使用工具箱學習、應用和評估不同的方法而不需要自己編寫代碼。 MATLAB 函數(shù)所能解決的問題包括矩陣運算和線形方程組的求解、微分方程及偏微分方程組的求解、符號運算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、工程中的優(yōu)化問題、稀疏矩陣運算、復數(shù)的各種運上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ汽車懸架 系統(tǒng) 的仿真與優(yōu)化 34 算、三角函數(shù)和其它初等數(shù)學運算、多維數(shù)組操作以及建模動態(tài)仿真等。 （ 2）簡單易用的程序語言 新版本的 MATLAB 語言是基于最為流行的 C 語言基礎上的，因此語法特征與 C 語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學表達式的書寫格式，使之更利于非計算機專業(yè)的 科技人員使用。 MATLAB 具有如下的優(yōu)勢與特點。 將各參數(shù)代入式（ ）中得 D=。 40mm； ω 為懸架振動固有頻率，ω =。實際上，應根據(jù)減振器的布置特點確定減振器的阻尼系數(shù)。對于行駛路面條件較差的汽車，Ψ值應取大些，一般取Ψ S＞ ；為避免懸架碰撞車架， 取 Ψ Y= S。其選擇要求如下： （ 1）相對阻尼系數(shù)Ψ的選擇 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ汽車懸架 系統(tǒng) 的仿真與優(yōu)化 30 在選擇Ψ值時，應該考慮到，Ψ值取得大能使振動迅速衰減，但會把較大的不平路面的沖擊力傳到車身；Ψ值選得過小，振動衰減慢，不利于行駛平順性。 相對陰阻尼系數(shù)的物理意義是：減振器的阻尼作用在與不同剛度 c和不同簧上質(zhì)量 ms 的懸架系 統(tǒng)匹配時，會產(chǎn)生不同的阻尼效果。為了提高鋼板表面硬度，上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ汽車懸架 系統(tǒng) 的仿真與優(yōu)化 28 降低表面粗糙度，以提高鋼板彈簧壽命，鋼板表面采用噴丸處理工藝。 用 30 鋼或 40 鋼經(jīng)液體碳氮共滲處理時 ， 彈簧銷許用擠壓應力 [σ z]取為 3～ 4N/mm2； 用 20 鋼或 20Cr 鋼經(jīng)滲碳處理或用 45 鋼經(jīng)高頻淬火后 ， 其許用應力[σ z]≤7 ～ 9N/mm2。 在汽車制動力達到最大（車輪抱死）的時候， 鋼板彈簧卷耳的水平方向 Fx受力最大，它的值等于地面附著力，即： Fxmax=Fzφ 式中， Fx為地面對車輪的法向反作用力，可近似等于單個鋼板彈簧的載荷上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ汽車懸架 系統(tǒng) 的仿真與優(yōu)化 27 （ Fz=Fw=9500N） ； φ為地面附著系數(shù)（φ =）。 因為本文 只設計前懸架的鋼板彈簧，所以不 必進行此項校核。 圖 汽車制動時鋼板彈簧的受力圖 （ 2） 汽車驅(qū)動時 ， 后鋼板彈簧承受的載荷最大 ， 在它的前半段出現(xiàn)最大應力 。可得相對誤差為 %。 根據(jù)最小勢能原理 ， 鋼板彈簧總成的穩(wěn)定平衡狀態(tài)是各片勢能總和最小狀態(tài) ， 由此可求得等厚葉片彈簧的 R0為 ????? niiiniiLRLR11)/(1 ??????????????????? ??? （ ） 式中 ,Li為鋼板彈簧第 i 片長度 。 1～ 4 片長片疊加負的預應力 ， 短片疊加正的預應力 。 在已知鋼板彈簧總成自由 狀態(tài)下曲率半徑 R0和各片彈簧預加應力 σ 0i的條件下 ， 可以用式 ()計算出各片彈簧自由狀態(tài)下的曲率半徑 Ri。 鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑 R0=L2/8H0=1679mm。 將上述數(shù)據(jù)代入（ ）可得： cj=與由式 c=FW/fC得到的 c=106N/mm相比較誤差為 %，符合要求。=(l1— )代人式 ()， 求得的剛度值是鋼板彈簧總成的夾緊剛度上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ汽車懸架 系統(tǒng) 的仿真與優(yōu)化 20 cz 。 用共同曲率法計算剛度的前提是 ， 假定同一截面上各片曲率變化值相同 ， 各片所承受的彎矩正比于其慣性矩 ， 同時該截面上各片的彎矩和等于外力所引起的彎矩 。 AB 線與各葉片上側邊的交點即為各片長度 。實際上的鋼板彈簧不可能是三角形，因為為了將鋼板彈簧中部固定到車軸（橋）上和使兩卷耳處能可靠地傳遞力，必須使它們有一定的寬度，因此應該用中部為矩形的雙梯形鋼板彈簧 （圖 ） 替代三角形鋼板彈簧才有真正的實用意義。但片數(shù)少了將使鋼板彈簧與等強度梁的差別增大，材料利用率變壞。除矩形斷面以外的其它斷面形狀的葉片(圖 、 c、 d)，其中性軸均上移，使受拉應力作用的一面的拉應力絕對值減小，而受壓應力作用的一面的壓應力絕對值增大，從而改善了應力在斷面上的分布狀況，提高了鋼板彈簧的疲勞強度和節(jié)約近 10%的材料。 最后，鋼板斷面尺寸 b 和 h 應符合 國產(chǎn)型材規(guī)格尺寸，故?。? b=75mm； h=9mm。鋼板彈簧各片