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1、1汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性预备知识汽车转向系的功汽车转向系的功能、组成、构造及工能、组成、构造及工作原理。作原理。中心思想首先介绍首先介绍操纵稳定操纵稳定性的性的基本概念基本概念（评价指评价指标、轮胎侧偏特性标、轮胎侧偏特性），），然后分析然后分析简单模型的简单模型的时时域响应域响应，最后指出最后指出悬架、悬架、转向系、传动系对操纵转向系、传动系对操纵稳定性的稳定性的影响影响。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3第一节 概述思考题思考题如何判断汽车操纵稳定性好坏？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
2、态转向特性。4一、基本内容1 1时域响应时域响应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5二、车辆坐标系与时域响应1 1车辆坐标系车辆坐标系6二、车辆坐标系与时域响应2 2时域响应时域响应Steady stateTransient stat 3 3稳态响应特性稳态响应特性不足转向中性转向过多转向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反应时间、超调量波动频率稳定时间%1000rrsT2=()0
3、%105%95rr=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asru_srK10五、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
4、相位滞后角trtrr%1000T2=11第一节结束！第一节结束！12第二节 轮胎的侧偏特性思考题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13第二节 轮胎的侧偏特性一、基本概念二、轮胎坐标系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yF152侧偏现象车轮行驶方向偏离车轮平面的方向。163侧偏力侧偏角曲线17四、侧偏特性的影响因素18四、侧偏特性的影响因素19四、侧偏特性的影响因素20四、侧偏特性的影响因素21四、侧偏特性的影响因素22四、侧偏特性的影响因素23五、回正力矩eFTyz=24五、回
5、正力矩25五、回正力矩26第二节结束！第二节结束！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思考题怎样简化为模型 ？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。29一、数学模型2模型模型()()()()()=+=+rzrrrIakkbkaubkakuvmkbkakukk122122121211130二、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）=r2212211KuLu
6、ukbkaLmLusr+=+=K31二、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Lusr=LusrLusrKuch1=Kucr1=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：RLLR 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）()2135作业证明 ：()21=LR36二、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，0=LR =0()()0222111RKuLKu
7、KuLuuuRr+=+=+=0RR3738三、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。rrr( )tr( )()+=tCeBttrsin0200039或( )teAteABtttrsincos00212000+=40三、瞬态响应（2）表征瞬态品质好坏的参数a)固有圆频率mc=041三、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mh=02=0arctg42三、瞬态响应2瞬态响应的稳定条件瞬态响应的稳定条件
8、 ：（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。r10120020020=cru020cruuKucr1=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：r()sw ( )( )ffA汽汽汽车车车012002BBrrr+=+ ()( )()( )( )() ( )( )0120022BjBjjrrr+=+( )()( )( )() ( )( )0120022BjBjrrr+=+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：( )r( )tr
9、( )( )t()( )( )( )( )jCBjBjBjHrr+=+=200201245四、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。( )( )( )22CBA+=( )( )( )BCarctg=4647四、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，。( )0=ffArfab01 . 0=f小些= 6 . 0f48495051第三节结束！第三节结束！52第四节 提高操纵稳定性的电子控制系统思考题思考题就你所知有哪些 ？本节应了解的内容本节应了解的内容4WS、VSC（自学内容）
