基于半车悬架的轴距预瞄与轴间预瞄仿真对比

目录

 

前言

1. 半车悬架模型

2.轴距预瞄(单点预瞄)和轴间预瞄(两点预瞄)原理与仿真分析

2.1轴距预瞄(单点预瞄)

2.1.1预瞄原理

2.2.轴间预瞄(两点预瞄)

2.2.1预瞄原理

2.3仿真分析

3.总结

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前言

对于悬架而言，四个车轮实际的输入信息是受到前后延时以及左右相干的，以及我们前车轮走过的路面实际上可以作为后车轮输入的已知信息，或者利用质心与后轮的关系，可以得到已知的后轮激励信息，可以改善悬架的性能指标。

对于目前的文献主要有轴距预瞄(单点预瞄)和轴间预瞄(两点预瞄)，本篇将以前后半车(俯仰)悬架进行仿真分析，剖析预瞄的作用和原理所在，这里以半车模型为例：

1. 半车悬架模型

 

其中， ms、 xs、 xfs、 xrs 分别为簧载质量及其质心、 前端、后端的垂向位移； mf、 xfu 分别为前悬架非簧载质量及其垂向位移； mr、 xru 分别为后悬架非簧载质量及其垂向位移； θ为俯仰角， I 为转动惯量； kfs、 c0f 分别为前悬架的弹簧刚度和不可调阻尼系数； krs、 c0r 分别为后悬架的弹簧刚度和不可调阻尼系数； kft、 krt 分别为前、 后轮胎刚度； ff、 fr 分别为前、后悬架的可调阻尼力； xfr、 xrr 分别为前、 后轮路面激励； df、 dr 分别为前、 后轮到质心的距离。

假设俯仰角很小θ，车身的绝对位移和速度近似为：

 所以前后轮四自由度 1/2 车半主动悬架系统的动力学方程可表示为：

对于其它类型的悬架建模可了解往期链接：

半车(前后、左右)、整车悬架详细推导建模和simulink仿真分析_半车模型的最小实现_Mr. 邹的博客-CSDN博客

2.轴距预瞄(单点预瞄)和轴间预瞄(两点预瞄)原理与仿真分析

2.1轴距预瞄(单点预瞄)

2.1.1预瞄原理

利用传感器的信息可以获得前轮路面激励信息：

但是对于后轮信息可以通过前轮延时手段获得，虽然传感器传输信息有时间戳，但是认为Δt≈0，所以可以认为x01即为前轮路面激励。

2.2.轴间预瞄(两点预瞄)

2.2.1预瞄原理

同理可以通过传感器信息获得前轮位移信息，后轮的路面位移输入是前轮处延迟以及后轮与前轮轴之间某点(可以理解为质心)处延迟的路面位移信号的某种组合

2.3仿真分析

 

3.总结

①可以看到后悬由于有预瞄，所以相对于前悬的性能指标有所改善；

②轴间预瞄由于可以调节权系数，所以相对于轴距预瞄表现更好。