五章汽车的操纵稳定.ppt

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1、汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,1,第五章 汽车的操纵稳定性,预备知识 汽车转向系的功能、组成、构造及工作原理。,中心思想 首先介绍操纵稳定性的基本概念（评价指标、轮胎侧偏特性），然后分析简单模型的时域响应，最后指出悬架、转向系、传动系对操纵稳定性的影响。,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,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,3,第一节 概述,思考题 如何判断汽车操纵稳定性好坏？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.

2、稳态转向特性。,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,4,一、基本内容,1时域响应 2频域响应 3回正性 4转向半径 5转向轻便性 6直线行驶性 7典型行驶工况 8极限行驶工况 9转向盘中间位置操纵稳定性,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车辆坐标系,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时域响应 Steady stateTransient stat 3稳态响应特性 不足转向 中性转向 过多转向,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,7,二

3、、车辆坐标系与时域响应,4瞬态响应特性 反应时间、超调量 波动频率 稳定时间,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.开路（环）系统 2.闭路（环）系统,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 1实车试验/驾驶模拟器 2客观评价/主观评价五、时频响应的评价指标 1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,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方向盘角阶跃输入下的瞬态响应（1）或 曲线（2）反应时间（3）

4、衰减圆频率 3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,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,11,第一节结束！,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,12,第二节 轮胎的侧偏特性,思考题 轮胎侧偏特性在汽车建模中的重要性？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,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,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

5、作用有 侧向力,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,15,2侧偏现象车轮行驶方向偏离车轮平面的方向。,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,16,3侧偏力侧偏角曲线,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,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,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,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,汽车理论（PowerPoin

6、t版）,版权所有者：南航赵又群,21,四、侧偏特性的影响因素,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,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,23,五、回正力矩,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,24,五、回正力矩,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,25,五、回正力矩,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,26,第二节结束！,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,思考题 怎样简

7、化为模型？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,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,28,一、数学模型,1假设前轮转角输入 平面运动线性轮胎 两轮摩托车。,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,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,30,二、稳态响应,1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）,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,31,二、稳态响应,2

8、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,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,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,33,二、稳态响应,2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：,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（1）,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,35,作业 证明：,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,3

9、6,二、稳态响应,3表征稳态响应的参数（2）转向半径的比值 当 时，,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,37,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：（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。,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,39,或,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

10、频率,汽车理论（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,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：（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。,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：幅频特性、相频特性2富氏变换：,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,44,四、频率响应

11、特性,2富氏变换：式中 的富氏变换。的富氏变换。频率响应函数：,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：幅频特性：要求共振频率高些，通频带宽些，以保证操纵平稳。相频特性：要求相位差小些，以保证反映灵敏。,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,46,汽车理论（PowerPoint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5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，。,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,48,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,49,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,50,汽车理论（PowerPoint版）,版权所有者：南航赵又群,51,第三节结束！,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,思考题 就你所知有哪些？本节应了解的内容 4WS、VSC（自学内容）,