汽车理论第五章汽车的操纵稳定性 (2)精选文档.ppt

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1、汽车理论课件第五章汽车的操纵稳定性汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群1本讲稿第一页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群2引 言 1.操纵稳定性 2.操纵稳定性涉及工况 3.操纵稳定性的重要性本讲稿第二页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群3第一节 概述n思考题思考题 如何判断汽车操纵稳定性好坏？n本节应掌握的内容本节应掌握的内容 1.操纵稳定性的评价指标。2.车辆坐标系。3.稳态转向特性。本讲稿第三页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群4一、基本内容 1 1时域响应时域响应 2

2、 2频域响应频域响应 3 3回正性回正性 4 4转向半径转向半径 5 5转向轻便性转向轻便性 6 6直线行驶性直线行驶性 7 7典型行驶工况典型行驶工况 8 8极限行驶工况极限行驶工况 9 9转向盘中间位置操纵稳定性转向盘中间位置操纵稳定性本讲稿第四页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群5二、车辆坐标系与时域响应1 1车辆坐标系车辆坐标系 本讲稿第五页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群6二、车辆坐标系与时域响应2 2时域响应时域响应 nSteady statenTransient stat 3 3稳态响应特性稳态响应特性 n不足

3、转向 n中性转向 n过多转向 本讲稿第六页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群7二、车辆坐标系与时域响应 4 4瞬态响应特性瞬态响应特性 n反应时间 、n超调量 n波动频率 n稳定时间 本讲稿第七页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群8三、人车闭路系统1.1.开路（环）系统开路（环）系统 2.2.闭闭路（环）系统路（环）系统 本讲稿第八页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群9第一节 概述四、汽车实验的两种评价方法四、汽车实验的两种评价方法 1实车试验/驾驶模拟器 2客观评价/主观评价五、时频响应的评

4、价指标五、时频响应的评价指标 1 1方向盘角阶跃输入下的稳态响应方向盘角阶跃输入下的稳态响应 （1）增益曲线 （2）增益 （3）稳定性因数 本讲稿第九页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群10五、时频响应的评价指标 2 2方向盘角阶跃输入下的瞬态响应方向盘角阶跃输入下的瞬态响应 （1）或 曲线 （2）反应时间 （3）衰减圆频率 3 3横摆角速度频率响应特性横摆角速度频率响应特性 （1）共振峰频率f （2）1 Hz时的相位滞后角 本讲稿第十页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群11第一节结束！第一节结束！本讲稿第十一页，共五十二页汽

5、车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群12第二节 轮胎的侧偏特性 n思考题思考题 轮胎侧偏特性在汽车建模中的重要性？n本节应掌握的内容本节应掌握的内容 1.轮胎的侧偏特性 2.侧偏现象 3.附着椭圆本讲稿第十二页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群13第二节 轮胎的侧偏特性一、基本概念 二、轮胎坐标系 本讲稿第十三页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群14三、侧偏现象/侧偏曲线1侧偏力车轮中心 沿Y轴方向作用有 侧向力 本讲稿第十四页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群152侧偏现象

6、车轮行驶方向偏离车轮平面的方向。本讲稿第十五页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群163侧偏力侧偏角曲线本讲稿第十六页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群17四、侧偏特性的影响因素 本讲稿第十七页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群18四、侧偏特性的影响因素本讲稿第十八页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群19四、侧偏特性的影响因素本讲稿第十九页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群20四、侧偏特性的影响因素本讲稿第二十页，共五十二页汽车

7、理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群21四、侧偏特性的影响因素本讲稿第二十一页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群22四、侧偏特性的影响因素本讲稿第二十二页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群23 五、回正力矩 本讲稿第二十三页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群24五、回正力矩本讲稿第二十四页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群25五、回正力矩本讲稿第二十五页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群26第二节结束！第二节结

8、束！本讲稿第二十六页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群27第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 n思考题思考题 怎样简化为模型？n本节应掌握的内容本节应掌握的内容 1.假设条件 2.公式推导 3.时域响应特性、频域响应特性本讲稿第二十七页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群28一、数学模型 1假设假设前轮转角输入 平面运动线性轮胎 两轮摩托车。本讲稿第二十八页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群29一、数学模型 2模型模型 本讲稿第二十九页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版

9、权所有者：南航赵又群30二、稳态响应1稳态响应稳态响应 稳态时：const，则线、角加速度均为零。解方程可得稳态横摆角速度增益，即转向灵敏度：其中 稳定性因数（s2m-2）本讲稿第三十页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群31二、稳态响应2稳态响应的三种类型稳态响应的三种类型 K=0 中性转向：K0 不足转向：，特征车速 K0 过多转向：，临界车速本讲稿第三十一页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群32二、稳态响应2稳态响应的三种类型稳态响应的三种类型 本讲稿第三十二页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航

10、赵又群33二、稳态响应 2稳态响应的三种类型稳态响应的三种类型 汽车应具有适度的不足转向特性？前轮转角：转向半径：本讲稿第三十三页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群34二、稳态响应3表征稳态响应的参数表征稳态响应的参数（1）本讲稿第三十四页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群35 作业 证明：本讲稿第三十五页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群36二、稳态响应3表征稳态响应的参数表征稳态响应的参数 （2）转向半径的比值 当 时，本讲稿第三十六页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有

11、者：南航赵又群37 本讲稿第三十七页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群38三、瞬态响应1 瞬态响应：瞬态响应：（1）推导 瞬态时，二自由度方程的两个未知数可以是 和 ，通过消元法消去 ，得到 的一元二阶常系数微分方程。由常微分方程的性质或解法先得到其通解和特解，最后得到正常汽车（小阻尼）的 。本讲稿第三十八页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群39或 本讲稿第三十九页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群40三、瞬态响应（2）表征瞬态品质好坏的参数 a)固有圆频率 本讲稿第四十页，共五十二页汽车理论

12、（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群41三、瞬态响应（2）表征瞬态品质好坏的参数 b)阻尼比 c)反应时间 d)峰值反应时间 本讲稿第四十一页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群42三、瞬态响应2 瞬态响应的稳定条件瞬态响应的稳定条件：（1）时，只要 就收敛。（2）时，应为正值，即 。过多转向汽车，的车速为临界车速 。，不稳定。，与稳态响应的临界车速是一样的。本讲稿第四十二页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群43四、频率响应特性1 频率响应特性频率响应特性：幅频特性、相频特性2富氏变换：富氏变换：本讲稿第四十三页，共

13、五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群44四、频率响应特性2富氏变换：富氏变换：式中 的富氏变换。的富氏变换。频率响应函数：本讲稿第四十四页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群45四、频率响应特性2富氏变换：富氏变换：幅频特性幅频特性：要求共振频率高些，通频带宽些，以保证操纵平要求共振频率高些，通频带宽些，以保证操纵平稳。稳。相频特性相频特性：要求相位差小些，以保证反映灵敏。要求相位差小些，以保证反映灵敏。本讲稿第四十五页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群46 本讲稿第四十六页，共五十二页汽车理论（Po

14、werPoint版）版权所有者：南航赵又群47四、频率响应特性3评价汽车操纵稳定性的评价汽车操纵稳定性的5个参数个参数 （1），即稳态增益，a。（2）共振峰频率 。（3）共振时的增幅比 ，对应超调量。（4）低频时的相位滞后角应小些，。（5）高频时的相位滞后角应小些，。本讲稿第四十七页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群48 本讲稿第四十八页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群49 本讲稿第四十九页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群50 本讲稿第五十页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群51第三节结束！第三节结束！本讲稿第五十一页，共五十二页汽车理论（PowerPoint版）版权所有者：南航赵又群52第四节 提高操纵稳定性的电子控制系统 n思考题思考题 就你所知有哪些？n本节应了解的内容本节应了解的内容 4WS、VSC（自学内容）本讲稿第五十二页，共五十二页