汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與仿真1

1、 第 1 頁汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與仿真汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與仿真2014年年12月月 第 2 頁第第1章章 緒論緒論第第2章章 輪胎動(dòng)力學(xué)與仿真輪胎動(dòng)力學(xué)與仿真第第3章章 汽車驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)與仿真汽車驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)與仿真第第4章章 汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)與仿真汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)與仿真第第5章章 汽車操縱動(dòng)力學(xué)與仿真汽車操縱動(dòng)力學(xué)與仿真第第6章章 汽車行駛動(dòng)力學(xué)與仿真汽車行駛動(dòng)力學(xué)與仿真 第 3 頁1.喻凡，林逸喻凡，林逸.汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué).機(jī)械工業(yè)護(hù)板社機(jī)械工業(yè)護(hù)板社2.崔勝民崔勝民.汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與仿真汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與仿真.北京大學(xué)出版社北京大學(xué)出版社3.李增剛李增剛.ADAMS入門詳解與實(shí)例（第入門詳解與實(shí)例

2、（第2版）版）.國(guó)防工國(guó)防工業(yè)出版社業(yè)出版社4.肖啟瑞肖啟瑞，樊明明樊明明等等 (車輛工程仿真與分析車輛工程仿真與分析:基于基于MATLAB的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn) ，機(jī)械工業(yè)出版社，機(jī)械工業(yè)出版社 第 4 頁1.1 汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展概況汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展概況1.2 汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容1.3 MATLAB軟件簡(jiǎn)介軟件簡(jiǎn)介1.4 ADAMS軟件簡(jiǎn)介軟件簡(jiǎn)介 第 5 頁 第 6 頁 第 7 頁汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是研究所有與汽車系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是研究所有與汽車系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的學(xué)科，它涉及到力學(xué)、仿真技術(shù)、控制技術(shù)、測(cè)試學(xué)科，它涉及到力學(xué)、仿真技術(shù)、控制技術(shù)、測(cè)試技術(shù)等，

3、是一門相當(dāng)復(fù)雜的學(xué)科。汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)技術(shù)等，是一門相當(dāng)復(fù)雜的學(xué)科。汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)就是把汽車看作為一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，對(duì)其行為進(jìn)行研就是把汽車看作為一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，對(duì)其行為進(jìn)行研究，討論其模型和響應(yīng)、控制和仿真等。汽車系統(tǒng)究，討論其模型和響應(yīng)、控制和仿真等。汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是隨著汽車技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展的，它是動(dòng)力學(xué)是隨著汽車技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展的，它是由經(jīng)典動(dòng)力學(xué)向系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)發(fā)展的。由經(jīng)典動(dòng)力學(xué)向系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)發(fā)展的。 第 8 頁汽車動(dòng)力學(xué)的發(fā)展可以分為汽車動(dòng)力學(xué)的發(fā)展可以分為4個(gè)階段。第個(gè)階段。第1階段是從階段是從20世紀(jì)世紀(jì)初到初到30年代初期，其主要貢獻(xiàn)是對(duì)汽車動(dòng)力學(xué)有了初步認(rèn)識(shí)。年代初期，其主要貢獻(xiàn)

4、是對(duì)汽車動(dòng)力學(xué)有了初步認(rèn)識(shí)。當(dāng)時(shí)最具代表性的汽車是美國(guó)生產(chǎn)的福特當(dāng)時(shí)最具代表性的汽車是美國(guó)生產(chǎn)的福特T型車。福特型車。福特T型車型車在行駛過程中，出現(xiàn)振動(dòng)顛簸和前輪擺振等現(xiàn)象，這是人們?cè)谛旭傔^程中，出現(xiàn)振動(dòng)顛簸和前輪擺振等現(xiàn)象，這是人們最早對(duì)汽車動(dòng)力學(xué)的認(rèn)識(shí)。在這期間，人們認(rèn)識(shí)到乘坐舒適最早對(duì)汽車動(dòng)力學(xué)的認(rèn)識(shí)。在這期間，人們認(rèn)識(shí)到乘坐舒適性是汽車的重要性能，開始研究懸架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。為性是汽車的重要性能，開始研究懸架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。為了研究汽車懸架系統(tǒng)，了研究汽車懸架系統(tǒng)，1932年，美國(guó)凱迪拉克公司建立了著年，美國(guó)凱迪拉克公司建立了著名的名的“K2”試驗(yàn)臺(tái)（一個(gè)具有前、后活動(dòng)質(zhì)量的車架

5、），來研試驗(yàn)臺(tái)（一個(gè)具有前、后活動(dòng)質(zhì)量的車架），來研究前后懸架匹配及軸距對(duì)前后輪相位差的影響。該試驗(yàn)臺(tái)沒究前后懸架匹配及軸距對(duì)前后輪相位差的影響。該試驗(yàn)臺(tái)沒有測(cè)試儀器，完全靠感覺進(jìn)行主觀評(píng)判。有測(cè)試儀器，完全靠感覺進(jìn)行主觀評(píng)判。 第 9 頁第第2階段是從階段是從20世紀(jì)世紀(jì)30年代初到年代初到50年代初期，其主年代初期，其主要貢獻(xiàn)是汽車動(dòng)力學(xué)理論初步形成。人們認(rèn)識(shí)到輪胎要貢獻(xiàn)是汽車動(dòng)力學(xué)理論初步形成。人們認(rèn)識(shí)到輪胎是影響汽車性能的重要因素之一，開始對(duì)輪胎力學(xué)性是影響汽車性能的重要因素之一，開始對(duì)輪胎力學(xué)性能進(jìn)行研究，給出了輪胎側(cè)偏角的概念；定義了不足能進(jìn)行研究，給出了輪胎側(cè)偏角的概念；定義了不

6、足轉(zhuǎn)向和過度轉(zhuǎn)向，對(duì)汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性開始研究，轉(zhuǎn)向和過度轉(zhuǎn)向，對(duì)汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性開始研究，建立了兩自由度操縱動(dòng)力學(xué)方程；對(duì)汽車行駛平順性建立了兩自由度操縱動(dòng)力學(xué)方程；對(duì)汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性之間的重要協(xié)調(diào)關(guān)系開始有所認(rèn)識(shí)。這和操縱穩(wěn)定性之間的重要協(xié)調(diào)關(guān)系開始有所認(rèn)識(shí)。這一階段建立的汽車動(dòng)力學(xué)理論仍然是現(xiàn)代汽車?yán)碚摰囊浑A段建立的汽車動(dòng)力學(xué)理論仍然是現(xiàn)代汽車?yán)碚摰闹匾獌?nèi)容。重要內(nèi)容。 第 10 頁第第3階段是從階段是從20世紀(jì)世紀(jì)50年代初到年代初到80年代末期，其主要貢獻(xiàn)是年代末期，其主要貢獻(xiàn)是完善了汽車動(dòng)力學(xué)理論。特別是建立了比較完善的輪胎力學(xué)完善了汽車動(dòng)力學(xué)理論。特別是建立了比較完善

7、的輪胎力學(xué)模型和試驗(yàn)方法，為汽車動(dòng)力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。擴(kuò)展了模型和試驗(yàn)方法，為汽車動(dòng)力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。擴(kuò)展了對(duì)汽車操縱動(dòng)力學(xué)的分析，從穩(wěn)態(tài)分析發(fā)展到動(dòng)態(tài)分析，從對(duì)汽車操縱動(dòng)力學(xué)的分析，從穩(wěn)態(tài)分析發(fā)展到動(dòng)態(tài)分析，從開環(huán)研究發(fā)展到閉環(huán)研究，從單一系統(tǒng)研究發(fā)展到多系統(tǒng)相開環(huán)研究發(fā)展到閉環(huán)研究，從單一系統(tǒng)研究發(fā)展到多系統(tǒng)相互影響的研究，從經(jīng)典動(dòng)力學(xué)建模發(fā)展到多體動(dòng)力學(xué)建模；互影響的研究，從經(jīng)典動(dòng)力學(xué)建模發(fā)展到多體動(dòng)力學(xué)建模；采用隨機(jī)振動(dòng)理論對(duì)汽車行駛平順性進(jìn)行性能預(yù)測(cè)；汽車測(cè)采用隨機(jī)振動(dòng)理論對(duì)汽車行駛平順性進(jìn)行性能預(yù)測(cè)；汽車測(cè)試技術(shù)得到較快發(fā)展，各種汽車試驗(yàn)臺(tái)相繼出現(xiàn)等。這一階試技術(shù)得到較快發(fā)展

8、，各種汽車試驗(yàn)臺(tái)相繼出現(xiàn)等。這一階段生產(chǎn)的汽車性能得到大幅度提高。段生產(chǎn)的汽車性能得到大幅度提高。 第 11 頁第第4階段是階段是20世紀(jì)世紀(jì)90年代初到至今，其主要貢獻(xiàn)是年代初到至今，其主要貢獻(xiàn)是發(fā)展了汽車動(dòng)力學(xué)理論。汽車制造商開始意識(shí)到汽車發(fā)展了汽車動(dòng)力學(xué)理論。汽車制造商開始意識(shí)到汽車安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適性等在汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)中的重安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適性等在汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)中的重要性，因而汽車動(dòng)力學(xué)得以迅速發(fā)展，從經(jīng)典汽車動(dòng)要性，因而汽車動(dòng)力學(xué)得以迅速發(fā)展，從經(jīng)典汽車動(dòng)力學(xué)發(fā)展到汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。特別是先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)、力學(xué)發(fā)展到汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。特別是先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和智能控制理論的

9、應(yīng)用，使得汽車系計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和智能控制理論的應(yīng)用，使得汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和方法不斷得到擴(kuò)充和完善。這統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和方法不斷得到擴(kuò)充和完善。這一階段汽車性能成為產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。一階段汽車性能成為產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。 第 12 頁汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展主要有以下趨勢(shì)：汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展主要有以下趨勢(shì)：（1）汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型從集中質(zhì)量模型向多剛）汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型從集中質(zhì)量模型向多剛體、多柔體及剛?cè)狁詈夏Ｐ偷确较虬l(fā)展，模型的體、多柔體及剛?cè)狁詈夏Ｐ偷确较虬l(fā)展，模型的復(fù)雜程度和精度不斷提高；復(fù)雜程度和精度不斷提高；（2）駕駛員）駕駛員汽車汽車環(huán)境閉環(huán)系統(tǒng)的研究從線性環(huán)境閉環(huán)系統(tǒng)的研

10、究從線性領(lǐng)域向非線性領(lǐng)域方向發(fā)展；領(lǐng)域向非線性領(lǐng)域方向發(fā)展；（3）為提高汽車性能的各種控制系統(tǒng)將在汽車上）為提高汽車性能的各種控制系統(tǒng)將在汽車上不斷推廣應(yīng)用，這些控制系統(tǒng)與汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)不斷推廣應(yīng)用，這些控制系統(tǒng)與汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)；密切相關(guān)；世界汽車保有量增長(zhǎng)預(yù)測(cè) 第 13 頁（4）主動(dòng)控制，特別是汽車底盤控制系統(tǒng)的集成）主動(dòng)控制，特別是汽車底盤控制系統(tǒng)的集成是汽車控制技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)；是汽車控制技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)；（5）先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)、控制技術(shù)和仿真技術(shù)將不）先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)、控制技術(shù)和仿真技術(shù)將不斷應(yīng)用于汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究中，推動(dòng)汽車系統(tǒng)斷應(yīng)用于汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究中，推動(dòng)汽車系統(tǒng)動(dòng)力

11、學(xué)的發(fā)展；動(dòng)力學(xué)的發(fā)展；（6）新能源汽車、智能汽車的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)將成為）新能源汽車、智能汽車的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)將成為新的研究熱點(diǎn)。新的研究熱點(diǎn)。世界汽車保有量增長(zhǎng)預(yù)測(cè) 第 14 頁汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容廣泛，涉及學(xué)科眾多，而且發(fā)展速度汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容廣泛，涉及學(xué)科眾多，而且發(fā)展速度較快。人們習(xí)慣把汽車動(dòng)力學(xué)分為縱向動(dòng)力學(xué)、操縱動(dòng)力學(xué)和較快。人們習(xí)慣把汽車動(dòng)力學(xué)分為縱向動(dòng)力學(xué)、操縱動(dòng)力學(xué)和行駛動(dòng)力學(xué)?？v向動(dòng)力學(xué)是研究汽車直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力和運(yùn)動(dòng)行駛動(dòng)力學(xué)?？v向動(dòng)力學(xué)是研究汽車直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，可分為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)和制動(dòng)動(dòng)力學(xué)兩大部分；操縱動(dòng)力的關(guān)系，可分為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)和制動(dòng)動(dòng)力學(xué)兩大部分；操縱

12、動(dòng)力學(xué)是研究汽車在各種不同外界條件下的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，其研究?jī)?nèi)容學(xué)是研究汽車在各種不同外界條件下的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，其研究?jī)?nèi)容最為豐富；行駛動(dòng)力學(xué)主要研究汽車行駛時(shí)，在隨機(jī)不平路面最為豐富；行駛動(dòng)力學(xué)主要研究汽車行駛時(shí)，在隨機(jī)不平路面的激勵(lì)下，部件、總成及整車的動(dòng)力學(xué)問題。輪胎動(dòng)力學(xué)是研的激勵(lì)下，部件、總成及整車的動(dòng)力學(xué)問題。輪胎動(dòng)力學(xué)是研究汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，因此，本書主要介紹輪胎動(dòng)力學(xué)、究汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，因此，本書主要介紹輪胎動(dòng)力學(xué)、汽車驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)、汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)、汽車操縱動(dòng)力學(xué)和汽車行汽車驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)、汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)、汽車操縱動(dòng)力學(xué)和汽車行駛動(dòng)力學(xué)及其仿真和控制技術(shù)。駛動(dòng)力學(xué)及其仿真和控制技術(shù)。

13、 第 15 頁 1輪胎動(dòng)力學(xué)輪胎動(dòng)力學(xué) 輪胎是汽車的重要部件之一，是汽車與地面之間的傳力元件，輪胎是汽車的重要部件之一，是汽車與地面之間的傳力元件，起著承載、轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)等作用，其性能的優(yōu)劣直接影起著承載、轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)等作用，其性能的優(yōu)劣直接影響汽車的許多重要性能，如汽車的動(dòng)力性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)響汽車的許多重要性能，如汽車的動(dòng)力性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及安全性等。輪胎動(dòng)力學(xué)包括輪胎的縱向定性、行駛平順性及安全性等。輪胎動(dòng)力學(xué)包括輪胎的縱向特性、側(cè)偏特性以及聯(lián)合工況下的特性等。本書主要介紹輪特性、側(cè)偏特性以及聯(lián)合工況下的特性等。本書主要介紹輪胎六分力的定義、輪胎動(dòng)力學(xué)模型的類型

14、、輪胎三種工況下胎六分力的定義、輪胎動(dòng)力學(xué)模型的類型、輪胎三種工況下的理論模型、的理論模型、ADAMS軟件中的輪胎模型以及輪胎動(dòng)力學(xué)的軟件中的輪胎模型以及輪胎動(dòng)力學(xué)的仿真。仿真。 第 16 頁 2汽車驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)汽車驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué) 汽車驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)是屬于汽車縱向動(dòng)力學(xué)研究范疇，主要研汽車驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)是屬于汽車縱向動(dòng)力學(xué)研究范疇，主要研究如何提高汽車直線行駛時(shí)的平均車速，包括驅(qū)動(dòng)力的分究如何提高汽車直線行駛時(shí)的平均車速，包括驅(qū)動(dòng)力的分配和控制，汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)特性等。本書主要介紹汽車配和控制，汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)特性等。本書主要介紹汽車動(dòng)力性和汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制（動(dòng)力性和汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制（ASR）系統(tǒng)兩大部分。

15、汽車）系統(tǒng)兩大部分。汽車動(dòng)力性包括汽車動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)和汽車動(dòng)力性各種分析方動(dòng)力性包括汽車動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)和汽車動(dòng)力性各種分析方法；汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)包括其作用、組成、工作原理、法；汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)包括其作用、組成、工作原理、控制方式、控制原則、動(dòng)力學(xué)模型以及各種控制技術(shù)?？刂品绞?、控制原則、動(dòng)力學(xué)模型以及各種控制技術(shù)。 第 17 頁 3汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué) 汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)也是屬于汽車縱向動(dòng)力學(xué)研究范疇，主要研究如何降汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)也是屬于汽車縱向動(dòng)力學(xué)研究范疇，主要研究如何降低汽車的制動(dòng)距離，提高制動(dòng)器的抗衰退性和制動(dòng)時(shí)汽車的行駛方向低汽車的制動(dòng)距離，提高制動(dòng)器的抗衰退性和制動(dòng)時(shí)汽

16、車的行駛方向穩(wěn)定性，同時(shí)也包括制動(dòng)力的合理分配、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)控制、汽車穩(wěn)定性，同時(shí)也包括制動(dòng)力的合理分配、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)控制、汽車制動(dòng)過程和轉(zhuǎn)向制動(dòng)性能的仿真等。本書主要介紹汽車制動(dòng)性評(píng)價(jià)指制動(dòng)過程和轉(zhuǎn)向制動(dòng)性能的仿真等。本書主要介紹汽車制動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)和法規(guī)要求；制動(dòng)車輪的受力、汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型、汽車制動(dòng)過標(biāo)和法規(guī)要求；制動(dòng)車輪的受力、汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型、汽車制動(dòng)過程分析和汽車制動(dòng)效能仿真；限壓閥、比例閥、感載閥和慣性閥等汽程分析和汽車制動(dòng)效能仿真；限壓閥、比例閥、感載閥和慣性閥等汽車制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置；汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（車制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置；汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的功用、組成、工）的功用

17、、組成、工作原理、動(dòng)力學(xué)模型及各種控制技術(shù)；汽車作原理、動(dòng)力學(xué)模型及各種控制技術(shù)；汽車ABS/ASR集成控制系統(tǒng)的集成控制系統(tǒng)的組成、控制邏輯、模糊控制及仿真分析。組成、控制邏輯、模糊控制及仿真分析。 第 18 頁 4汽車操縱動(dòng)力學(xué)汽車操縱動(dòng)力學(xué) 汽車操縱動(dòng)力學(xué)是汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)最重要的研究?jī)?nèi)容，主要研究汽車汽車操縱動(dòng)力學(xué)是汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)最重要的研究?jī)?nèi)容，主要研究汽車操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，汽車在各種輸入下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)，多輪操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，汽車在各種輸入下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)，多輪轉(zhuǎn)向控制技術(shù)、駕駛員轉(zhuǎn)向控制技術(shù)、駕駛員汽車汽車環(huán)境閉環(huán)系統(tǒng)特性、汽車穩(wěn)定性控制環(huán)境閉環(huán)系統(tǒng)特性、汽車穩(wěn)定性控制

18、系統(tǒng)（系統(tǒng)（VDC）等。本書主要介紹汽車操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的基本概念、汽）等。本書主要介紹汽車操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的基本概念、汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)評(píng)價(jià)、汽車轉(zhuǎn)向回正試驗(yàn)評(píng)價(jià)、汽車轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)評(píng)價(jià)、汽車轉(zhuǎn)向回正試驗(yàn)評(píng)價(jià)、汽車轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)評(píng)價(jià)、汽車轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)、汽車蛇行試驗(yàn)評(píng)價(jià)、汽車操縱穩(wěn)評(píng)價(jià)、汽車轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)、汽車蛇行試驗(yàn)評(píng)價(jià)、汽車操縱穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)；建立三軸全輪轉(zhuǎn)向汽車操縱穩(wěn)定性數(shù)學(xué)模型；分析三定性綜合評(píng)價(jià)；建立三軸全輪轉(zhuǎn)向汽車操縱穩(wěn)定性數(shù)學(xué)模型；分析三軸汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)、四輪轉(zhuǎn)向汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)；利軸汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)、四輪轉(zhuǎn)向汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)；利用

19、用MATLAB/Simulink對(duì)三軸全輪轉(zhuǎn)向汽車操縱穩(wěn)定性進(jìn)行仿真；分析對(duì)三軸全輪轉(zhuǎn)向汽車操縱穩(wěn)定性進(jìn)行仿真；分析多輪轉(zhuǎn)向汽車控制目標(biāo)和控制技術(shù)，對(duì)三軸全輪轉(zhuǎn)向汽車進(jìn)行最優(yōu)控多輪轉(zhuǎn)向汽車控制目標(biāo)和控制技術(shù)，對(duì)三軸全輪轉(zhuǎn)向汽車進(jìn)行最優(yōu)控制和模糊控制；利用制和模糊控制；利用ADAMS對(duì)三軸前輪轉(zhuǎn)向汽車操縱穩(wěn)定性進(jìn)行仿真。對(duì)三軸前輪轉(zhuǎn)向汽車操縱穩(wěn)定性進(jìn)行仿真。 第 19 頁 5汽車行駛動(dòng)力學(xué)汽車行駛動(dòng)力學(xué) 汽車行駛動(dòng)力學(xué)與乘坐舒適性密切相關(guān)，主要研究汽車在汽車行駛動(dòng)力學(xué)與乘坐舒適性密切相關(guān)，主要研究汽車在不同路面激勵(lì)下，如何提高乘坐舒適性和保持最佳的姿態(tài)不同路面激勵(lì)下，如何提高乘坐舒適性和保持最佳

20、的姿態(tài)控制。本書主要介紹汽車行駛平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)及要求、汽控制。本書主要介紹汽車行駛平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)及要求、汽車懸架系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)及要求；建立車懸架系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)及要求；建立1/4汽車行駛動(dòng)力學(xué)模型、汽車行駛動(dòng)力學(xué)模型、1/2汽車行駛動(dòng)力學(xué)模型、汽車行駛動(dòng)力學(xué)整車模型和汽車汽車行駛動(dòng)力學(xué)模型、汽車行駛動(dòng)力學(xué)整車模型和汽車路面輸入模型；對(duì)汽車被動(dòng)懸架系統(tǒng)、全主動(dòng)懸架系統(tǒng)、路面輸入模型；對(duì)汽車被動(dòng)懸架系統(tǒng)、全主動(dòng)懸架系統(tǒng)、半主動(dòng)懸架系統(tǒng)以及空氣懸架系統(tǒng)進(jìn)行全面分析。半主動(dòng)懸架系統(tǒng)以及空氣懸架系統(tǒng)進(jìn)行全面分析。 第 20 頁 MATLAB經(jīng)過經(jīng)過30余年的發(fā)展，已經(jīng)成為一個(gè)包含眾多工程余年的發(fā)展，已經(jīng)成為一

21、個(gè)包含眾多工程計(jì)算、仿真功能及工具的龐大系統(tǒng)，是目前世界上最流行計(jì)算、仿真功能及工具的龐大系統(tǒng)，是目前世界上最流行的仿真計(jì)算軟件。的仿真計(jì)算軟件。MATLAB軟件和工具箱（軟件和工具箱（TOOLBOX）以及以及Simulink仿真工具，為自動(dòng)控制系統(tǒng)的計(jì)算與仿真提仿真工具，為自動(dòng)控制系統(tǒng)的計(jì)算與仿真提供了強(qiáng)有力的支持。供了強(qiáng)有力的支持。 MATLAB系統(tǒng)由系統(tǒng)由MATLAB開發(fā)環(huán)境、開發(fā)環(huán)境、MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)、數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)、MATLAB語言、語言、MATLAB圖形處理系統(tǒng)和圖形處理系統(tǒng)和MATLAB應(yīng)用程應(yīng)用程序接口（序接口（API）五大部分組成。）五大部分組成。 第 21 頁MATLAB

22、開發(fā)環(huán)境是一個(gè)集成化的工作空間，它包括開發(fā)環(huán)境是一個(gè)集成化的工作空間，它包括MATLAB桌面、命令窗口、桌面、命令窗口、M文件編輯調(diào)試器、文件編輯調(diào)試器、MATLAB工工作空間和在線幫助文檔，可以讓用戶輸入、輸出數(shù)據(jù)，對(duì)作空間和在線幫助文檔，可以讓用戶輸入、輸出數(shù)據(jù)，對(duì)M文文件進(jìn)行集成編譯和調(diào)試；件進(jìn)行集成編譯和調(diào)試；MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)包括了從基本數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)包括了從基本運(yùn)算到復(fù)雜算法的大量計(jì)算算法；運(yùn)算到復(fù)雜算法的大量計(jì)算算法；MATLAB語言是一個(gè)高級(jí)語言是一個(gè)高級(jí)的基于矩陣的基于矩陣/數(shù)組的語言，它有程序流控制、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)組的語言，它有程序流控制、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸入/輸出

23、和面向?qū)ο缶幊痰忍厣脩艨梢杂盟帉懜鞣N應(yīng)輸出和面向?qū)ο缶幊痰忍厣?，用戶可以用它編寫各種應(yīng)用程序；用程序； 第 22 頁MATLAB圖形處理系統(tǒng)包括強(qiáng)力的二維、三維圖形函數(shù)、圖圖形處理系統(tǒng)包括強(qiáng)力的二維、三維圖形函數(shù)、圖像處理和動(dòng)畫顯示等函數(shù)，能方便地圖形化顯示向量和矩陣，像處理和動(dòng)畫顯示等函數(shù)，能方便地圖形化顯示向量和矩陣，而且能對(duì)圖形添加標(biāo)注和打??；而且能對(duì)圖形添加標(biāo)注和打??；MATLAB應(yīng)用程序接口（應(yīng)用程序接口（API）是一個(gè)使是一個(gè)使MATLAB語言能與語言能與C、FORTRAN等其它高級(jí)編程語等其它高級(jí)編程語言進(jìn)行交互的函數(shù)庫(kù)。言進(jìn)行交互的函數(shù)庫(kù)。工具箱（工具箱（TOOLBOX）

24、是）是MATLAB強(qiáng)大功能得以實(shí)強(qiáng)大功能得以實(shí)現(xiàn)的載體和手段，是對(duì)現(xiàn)的載體和手段，是對(duì)MATLAB基本功能的重要擴(kuò)基本功能的重要擴(kuò)充。充。 第 23 頁 第 24 頁 Simulink是是MATLAB軟件的擴(kuò)展，它是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模軟件的擴(kuò)展，它是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模和仿真的一個(gè)軟件包，它與和仿真的一個(gè)軟件包，它與MATLAB語言的主要區(qū)別在于語言的主要區(qū)別在于它與用戶交互接口是基于它與用戶交互接口是基于Windows的模型化圖形輸入的，的模型化圖形輸入的，從而使得用戶把更多的精力投入到系統(tǒng)模型的構(gòu)建而非語從而使得用戶把更多的精力投入到系統(tǒng)模型的構(gòu)建而非語言的編程上。言的編程上。 利用利用MATL

25、AB/Simulink進(jìn)行仿真有兩種途徑：進(jìn)行仿真有兩種途徑： （1）在）在MATLAB的命令窗口下，編寫和運(yùn)行的命令窗口下，編寫和運(yùn)行M文件，調(diào)用文件，調(diào)用指令和各種用于系統(tǒng)仿真的函數(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)仿真；指令和各種用于系統(tǒng)仿真的函數(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)仿真； （2）直接在）直接在Simulink窗口上進(jìn)行面向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖的系窗口上進(jìn)行面向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖的系統(tǒng)仿真。統(tǒng)仿真。 第 25 頁ADAMS是由美國(guó)是由美國(guó)MSC公司開發(fā)的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析軟件，領(lǐng)先公司開發(fā)的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析軟件，領(lǐng)先的的“功能化數(shù)字樣機(jī)技術(shù)功能化數(shù)字樣機(jī)技術(shù)”，使它迅速發(fā)展成為，使它迅速發(fā)展成為CAE領(lǐng)域中使用范圍最廣、

26、領(lǐng)域中使用范圍最廣、應(yīng)用行業(yè)最多的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真工具，廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、應(yīng)用行業(yè)最多的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真工具，廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、鐵道、兵器、船舶、工程設(shè)備及重型機(jī)械等行業(yè)，許多國(guó)際化大型公司、鐵道、兵器、船舶、工程設(shè)備及重型機(jī)械等行業(yè)，許多國(guó)際化大型公司、企業(yè)均采用企業(yè)均采用ADAMS軟件作為其產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)過程中機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿軟件作為其產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)過程中機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真的平臺(tái)。借助真的平臺(tái)。借助ADAMS提供的強(qiáng)大的建模功能、卓越的分析能力以及靈提供的強(qiáng)大的建模功能、卓越的分析能力以及靈活的后處理手段，可以建立復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的活的后處理手段，可以建立復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的

27、“功能化數(shù)字樣機(jī)功能化數(shù)字樣機(jī)”，在模擬，在模擬現(xiàn)實(shí)工作條件的虛擬環(huán)境下逼真地模擬其所有運(yùn)動(dòng)情況，幫助用戶對(duì)系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)工作條件的虛擬環(huán)境下逼真地模擬其所有運(yùn)動(dòng)情況，幫助用戶對(duì)系統(tǒng)的各種動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行有效的評(píng)估，并且可以快速分析比較多種設(shè)計(jì)方案，的各種動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行有效的評(píng)估，并且可以快速分析比較多種設(shè)計(jì)方案，直至獲得最佳設(shè)計(jì)方案，提高產(chǎn)品性能，從而減少物理樣機(jī)試驗(yàn)，提高產(chǎn)直至獲得最佳設(shè)計(jì)方案，提高產(chǎn)品性能，從而減少物理樣機(jī)試驗(yàn)，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低產(chǎn)品開發(fā)成本。品設(shè)計(jì)水平，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低產(chǎn)品開發(fā)成本。 第 26 頁ADAMS軟件由基本模塊、擴(kuò)展模塊、接口模塊、軟件由基

28、本模塊、擴(kuò)展模塊、接口模塊、專業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱專業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱5類模塊組成。類模塊組成。 第 27 頁 第 28 頁 第 29 頁ADAMS/Car模塊是模塊是MSC公司與奧迪公司與奧迪Audi、寶馬、寶馬BMW、雷、雷諾諾Renault和沃爾沃和沃爾沃Volvo等汽車公司合作開發(fā)的整車設(shè)計(jì)軟等汽車公司合作開發(fā)的整車設(shè)計(jì)軟件包。該模塊能夠快速建造高精度的車輛模板、子系統(tǒng)和整件包。該模塊能夠快速建造高精度的車輛模板、子系統(tǒng)和整車裝配模型，包括車身、懸架、傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)車裝配模型，包括車身、懸架、傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)等子系統(tǒng)在內(nèi)的精確的參數(shù)化數(shù)字汽車，可以構(gòu)、制動(dòng)系

29、統(tǒng)等子系統(tǒng)在內(nèi)的精確的參數(shù)化數(shù)字汽車，可以通過高速動(dòng)畫直觀地再現(xiàn)在各種試驗(yàn)工況下（例如天氣、道通過高速動(dòng)畫直觀地再現(xiàn)在各種試驗(yàn)工況下（例如天氣、道路狀況、駕駛員經(jīng)驗(yàn)）整車的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，并輸出路狀況、駕駛員經(jīng)驗(yàn)）整車的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，并輸出汽車操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性、加速性、乘坐舒適性和安全性等汽車操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性、加速性、乘坐舒適性和安全性等性能指標(biāo)參數(shù)，從而減少對(duì)物理樣機(jī)的依賴。性能指標(biāo)參數(shù)，從而減少對(duì)物理樣機(jī)的依賴。 第 30 頁 第 31 頁 ADAMS/Car模塊具有以下功能：模塊具有以下功能： （1）汽車前、后懸架特性及轉(zhuǎn)向器特性分析；）汽車前、后懸架特性及轉(zhuǎn)向器特性分析；

30、 （2）功能化數(shù)字汽車的操縱穩(wěn)定性分析；）功能化數(shù)字汽車的操縱穩(wěn)定性分析； （3）結(jié)合）結(jié)合ADAMS/Vibration模塊，進(jìn)行功能化數(shù)字汽車的模塊，進(jìn)行功能化數(shù)字汽車的振動(dòng)特性分析；振動(dòng)特性分析； （4）通用的四輪臺(tái)架試驗(yàn)臺(tái)，用于功能化數(shù)字汽車的平順）通用的四輪臺(tái)架試驗(yàn)臺(tái)，用于功能化數(shù)字汽車的平順性分析；性分析； （5）機(jī)械）機(jī)械-控制耦合，用于功能化數(shù)字汽車的控制系統(tǒng)分控制耦合，用于功能化數(shù)字汽車的控制系統(tǒng)分析（轉(zhuǎn)向助力、析（轉(zhuǎn)向助力、ABS、ESP）；）； （6）結(jié)合）結(jié)合ADAMS/Durability模塊，進(jìn)行功能化數(shù)字汽車模塊，進(jìn)行功能化數(shù)字汽車的耐久性分析等。的耐久性分析等。

31、 第 32 頁 使用使用ADAMS/Car的整車仿真功能可以對(duì)汽車整車虛擬原型的整車仿真功能可以對(duì)汽車整車虛擬原型進(jìn)行一系列的車輛動(dòng)力學(xué)仿真，得到各種特性曲線和仿真進(jìn)行一系列的車輛動(dòng)力學(xué)仿真，得到各種特性曲線和仿真動(dòng)畫。針對(duì)仿真結(jié)果，可以方便快速地修改整車子系統(tǒng)中動(dòng)畫。針對(duì)仿真結(jié)果，可以方便快速地修改整車子系統(tǒng)中部件的幾何尺寸和特性，也可以更換子系統(tǒng)的類型觀察其部件的幾何尺寸和特性，也可以更換子系統(tǒng)的類型觀察其對(duì)整車性能的影響。對(duì)整車性能的影響。 ADAMS/Car將整車仿真運(yùn)算方式分為兩大類別，一類稱為將整車仿真運(yùn)算方式分為兩大類別，一類稱為事件，事件類仿真將驅(qū)動(dòng)模型執(zhí)行各種操作并行駛在指定事件，事件類仿真將驅(qū)動(dòng)模型執(zhí)行各種操作并行駛在指定的路面上；另一類稱為演算，通過施加