四、汽车的横摆角速度频率响应特性分析
一个线性系统,当输入为一正弦函数,达到稳定状态时的输出也为具有相同频率的正弦函数,但两者的幅值不同,相位也要发生变化。输出、输入的幅值比是频率 f 的函数,称为幅频特性。相位差也是 f 的函数,称为相频特性。两者统称为频率特性。
根据由(公式8)确定的传递函数,利用MATLAB绘制BODE图,编程如下: >> clear all;
>> s=tf([17.85 48.38],[1 4.26 11.99]); >> bode(s)
得到如图所示的频率特性:
从BODE图中可以得出评价横摆角速度频率响应的五个参数: ①频率为零时的幅值比,即稳态增益,为12.12dB ②共振峰频率 fr,为3rad/s,也就是0.48Hz
③共振时的增幅比 b/a,为1.22(共振时的增幅为14.8) ④ f =0.1Hz 时的相位滞后角 ? ? f?0.1,这个数值接近于零;
??f?0.6,本例中这个数值也接近于零。 ⑤ f = 0.6Hz 时的相位滞后角
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五、总结
把汽车看作一个复杂的控制系统,根据其响应特性同时利用控制系统的思想,可以对系统进行设计和校正,设计过程中为汽车的性能参数选择提供了有力的理论分析基础。在MATLAB/SIMULINK 环境下建立汽车操纵稳定性模型不仅有效方便,而且按照动力学方程连接各个环节即可得到模型的输出,不需对动力学方程进行复杂的联立求解。基于MATLAB对二自由度汽车模型的仿真,可以得出本例中求解的汽车操纵稳定性稳定性良好。
【参考文献】:
[1]余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2]包凡彪.基于MATLAB的汽车操纵稳定性分析[J].广西:西部交通科技,2011.
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