汽車?yán)碚摰谖逭缕嚨牟倏v穩(wěn)定性

1、汽車?yán)碚撜n件第五章汽車的操縱穩(wěn)定性汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）1*第1頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四引 言 1. 操縱穩(wěn)定性 2. 操縱穩(wěn)定性涉及工況 3. 操縱穩(wěn)定性的重要性汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）2*第2頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四第一節(jié) 概述思考題 如何判斷汽車操縱穩(wěn)定性好壞？本節(jié)應(yīng)掌握的內(nèi)容 1. 操縱穩(wěn)定性的評價指標(biāo)。 2. 車輛坐標(biāo)系。 3. 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性。汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）3*第3頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四一、基本內(nèi)容 1時域響應(yīng) 2頻域響應(yīng) 3回正性 4轉(zhuǎn)向半徑

2、5轉(zhuǎn)向輕便性 6直線行駛性 7典型行駛工況 8極限行駛工況 9轉(zhuǎn)向盤中間位置操縱穩(wěn)定性汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）4*第4頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四二、車輛坐標(biāo)系與時域響應(yīng)1車輛坐標(biāo)系 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）5*第5頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四二、車輛坐標(biāo)系與時域響應(yīng)2時域響應(yīng) Steady stateTransient stat 3穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性 不足轉(zhuǎn)向 中性轉(zhuǎn)向 過多轉(zhuǎn)向 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）6*第6頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四二、車輛坐標(biāo)系與時域響應(yīng) 4瞬態(tài)響應(yīng)特性 反應(yīng)

3、時間 、 超調(diào)量 波動頻率 穩(wěn)定時間 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）7*第7頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四三、人車閉路系統(tǒng)1.開路（環(huán)）系統(tǒng) 2.閉路（環(huán)）系統(tǒng) 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）8*第8頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四第一節(jié) 概述四、汽車實(shí)驗(yàn)的兩種評價方法 1實(shí)車試驗(yàn)/駕駛模擬器 2客觀評價/主觀評價五、時頻響應(yīng)的評價指標(biāo) 1方向盤角階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng) （1） 增益曲線 （2） 增益 （3）穩(wěn)定性因數(shù) 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）9*第9頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四五、時頻響應(yīng)的評價指標(biāo)

4、 2方向盤角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng) （1） 或 曲線 （2）反應(yīng)時間 （3）衰減圓頻率 3橫擺角速度頻率響應(yīng)特性 （1）共振峰頻率f （2）1 Hz時的相位滯后角 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）10*第10頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四第一節(jié)結(jié)束！汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）11*第11頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四第二節(jié) 輪胎的側(cè)偏特性 思考題 輪胎側(cè)偏特性在汽車建模中的重要性 ？本節(jié)應(yīng)掌握的內(nèi)容 1. 輪胎的側(cè)偏特性 2. 側(cè)偏現(xiàn)象 3. 附著橢圓汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）12*第12頁，共52頁，2022年，5月20日，

5、9點(diǎn)23分，星期四第二節(jié) 輪胎的側(cè)偏特性一、基本概念 二、輪胎坐標(biāo)系 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）13*第13頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四三、側(cè)偏現(xiàn)象/側(cè)偏曲線1側(cè)偏力車輪中心 沿Y軸方向作用有 側(cè)向力 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）14*第14頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四2側(cè)偏現(xiàn)象車輪行駛方向偏離車輪平面的方向。 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）15*第15頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四3側(cè)偏力側(cè)偏角曲線汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）16*第16頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，

6、星期四四、側(cè)偏特性的影響因素 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）17*第17頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四四、側(cè)偏特性的影響因素汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）18*第18頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四四、側(cè)偏特性的影響因素汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）19*第19頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四四、側(cè)偏特性的影響因素汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）20*第20頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四四、側(cè)偏特性的影響因素汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）21*第21頁，共52頁，2022年，5

7、月20日，9點(diǎn)23分，星期四四、側(cè)偏特性的影響因素汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）22*第22頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四 五、回正力矩 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）23*第23頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四五、回正力矩汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）24*第24頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四五、回正力矩汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）25*第25頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四第二節(jié)結(jié)束！汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）26*第26頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)2

8、3分，星期四第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng) 思考題 怎樣簡化為模型 ？本節(jié)應(yīng)掌握的內(nèi)容 1. 假設(shè)條件 2. 公式推導(dǎo) 3. 時域響應(yīng)特性、頻域響應(yīng)特性汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）27*第27頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四一、數(shù)學(xué)模型 1假設(shè)前輪轉(zhuǎn)角輸入 平面運(yùn)動線性輪胎 兩輪摩托車。汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）28*第28頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四一、數(shù)學(xué)模型 2模型 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）29*第29頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四二、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)1穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 穩(wěn)態(tài)時： con

9、st， 則線、角加速度均為零。解方程可得穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，即轉(zhuǎn)向靈敏度： 其中 穩(wěn)定性因數(shù)（s2m-2） 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）30*第30頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四二、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)2穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的三種類型 K=0 中性轉(zhuǎn)向： K0 不足轉(zhuǎn)向： ，特征車速 K0 過多轉(zhuǎn)向： ，臨界車速汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）31*第31頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四二、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)2穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的三種類型 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）32*第32頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四二、穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 2穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的三種類型 汽車

10、應(yīng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性？ 前輪轉(zhuǎn)角： 轉(zhuǎn)向半徑：汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）33*第33頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四二、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)3表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的參數(shù)（1） 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）34*第34頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四 作業(yè) 證明 ：汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）35*第35頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四二、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)3表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的參數(shù) （2）轉(zhuǎn)向半徑的比值 當(dāng) 時， 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）36*第36頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四 汽車?yán)碚摚≒owe

11、rPoint版）37*第37頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四三、瞬態(tài)響應(yīng)1 瞬態(tài)響應(yīng)： （1）推導(dǎo) 瞬態(tài)時，二自由度方程的兩個未知數(shù)可以是 和 ，通過消元法消去 ，得到 的一元二階常系數(shù)微分方程。 由常微分方程的性質(zhì)或解法先得到其通解和特解，最后得到正常汽車（小阻尼）的 。 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）38*第38頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四或 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）39*第39頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四三、瞬態(tài)響應(yīng)（2）表征瞬態(tài)品質(zhì)好壞的參數(shù) a)固有圓頻率 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）

12、40*第40頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四三、瞬態(tài)響應(yīng)（2）表征瞬態(tài)品質(zhì)好壞的參數(shù) b)阻尼比 c)反應(yīng)時間 d)峰值反應(yīng)時間 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）41*第41頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四三、瞬態(tài)響應(yīng)2 瞬態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)定條件 ： （1） 時，只要 就收斂。 （2） 時， 應(yīng)為正值，即 。 過多轉(zhuǎn)向汽車， 的車速為臨界車速 。 ，不穩(wěn)定。 ，與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的臨界車速是一樣的。 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）42*第42頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四四、頻率響應(yīng)特性1 頻率響應(yīng)特性 ：幅頻特性、相頻特性2富

13、氏變換： 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）43*第43頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四四、頻率響應(yīng)特性2富氏變換： 式中 的富氏變換。 的富氏變換。 頻率響應(yīng)函數(shù)： 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）44*第44頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四四、頻率響應(yīng)特性2富氏變換： 幅頻特性： 要求共振頻率高些，通頻帶寬些，以保證操縱平穩(wěn)。 相頻特性： 要求相位差小些，以保證反映靈敏。 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）45*第45頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）46*第46頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四四、頻率響應(yīng)特性3評價汽車操縱穩(wěn)定性的5個參數(shù) （1） ，即穩(wěn)態(tài)增益，a 。 （2）共振峰頻率 。 （3）共振時的增幅比 ，對應(yīng)超調(diào)量。 （4）低頻時的相位滯后角應(yīng)小些， 。 （5）高頻時的相位滯后角應(yīng)小些， 。 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）47*第47頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）48*第48頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23分，星期四 汽車?yán)碚摚≒owerPoint版）49*第49頁，共52頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)23