【《汽车定速巡航中汽车纵向动力学系统模型建立分析》1600字】

汽车定速巡航中汽车纵向动力学系统模型建立分析目录TOC\o"1-3"\h\u15930汽车定速巡航中汽车纵向动力学系统模型建立分析 1242361.1汽车定速巡航系统 124981.2汽车的纵向动力学系统模型 1169441.3本章小结 5本章将从汽车定速巡航系统构成、汽车纵向动力学模型进一步介绍汽车定速巡航控制系统，重点是建立汽车纵向动力学模型，通过对汽车在行驶过程中所受驱动力、行驶阻力等受力分析，利用力的平衡条件推导出汽车运动学方程建立汽车纵向动力学模型。汽车定速巡航系统汽车定速巡航控制系统主要在电控单元中接受传感器所传达的速度信号，输出响应能够控制执行机构的控制信号实现汽车在行驶过程中需要达到的定速巡航控制。汽车定速巡航控制系统结构如图2-1所示图2-1汽车定速巡航控制系统结构图汽车的纵向动力学系统模型汽车动力学系统模型是描述汽车行驶过程中速度变化规律的方程。作为被控对象，输入为汽车行驶过程中所受驱动力、外界阻力等，输出为车速。为实验研究方便，本文在建立汽车纵向动力学模型时按以下几点要求进行：（1）采用汽车从动轮和驱动轮的受力模型作为研究对象；（2）由于速度方向为汽车行驶方向，所以只考虑汽车在行驶方向所受到的力，其它方向的力均转换成行驶方向的分力；（3）由于汽车行驶时，轮胎形变小，对车速的影响可忽略不计，所以假设车轮为刚性体，不会受车速的影响而发生变形。车辆在行驶过程中，会受到驱动力、行驶阻力、空气阻力、梯度阻力等的影响，车型可分为主动轮、从动轮及车身三部分。汽车从动轮的受力分析由图2-2所示，表示从动轮受到汽车车身作用的负荷力，表示从动轮的质量，表示从动轮的转动惯量，表示在垂直于地面方向地面对从动轮的反作用力，表示在水平于地面方向地面对从动轮的反作用力，表示驱动轮对从动轮作用的力，表示从动轮的滚动阻力偶矩，是车轮半径。为车轮运行半周时作用于驱动轮的转矩图2-2汽车从动轮受力分析图2-3汽车驱动轮受力分析汽车驱动轮的受力分析由图2-3所示，表示驱动轮收到汽车车身作用的负荷力，表示驱动轮的质量，表示驱动轮的转动惯量，表示在垂直于地面方向地面对驱动轮的反作用力，表示在水平于地面方向地面对驱动轮的反作用力，表示从动轮对驱动轮作用的力，表示驱动轮的滚动阻力偶矩。由图2-2对从动轮受力分析有（2-1）、（2-2） （2-1） （2-2）式中，表示车轮角加速度，表示汽车的加速度，由于，由（2-1）与（2-2）联合可得 （2-3）式中，为从动轮的滚动阻力。在图2-3中由平衡条件可得驱动轮受力平衡方程 （2-4） （2-5）根据可得 （2-6）式中，为汽车加速过程中驱动轮的驱动力，为驱动轮的滚动阻力。汽车加速时，发动机的旋转质量对应一个角加速度，其中，发动机的角加速度与汽车加速度的关系如下所示 （2-7）即 （2-8）式中，为传动器的传动比，为主减速器的传动比，为传动器的机械效率，为发动机的转矩，为车轮转动惯量，则有 （2-9）式中，是发动机旋转部分转换过来的加速阻力，可得下式 （2-10）对汽车车身的受力分析由图2-4所示图2-4汽车车身受力分析其中，为汽车车身的质量，为从动轮对车身的反作用力，为驱动轮对车身的反作用力，为汽车行驶过程中受到的空气阻力。汽车行驶的范围内，空气阻力表达式由下式所示 （2-11）式中，是空气阻力系数，为汽车行驶速度，为风速，是迎面面积，是空气密度，为汽车的相对速度。根据平衡条件有下式 （2-12）整理可得 （2-13）式中，；；为汽车总质量。则（2-13）可等价为： （2-14）式中，令，即为质量转换系数，一般为定值。即（2-14）也可得下式 （2-15）式中，为重力沿汽车行驶方向的一个分力。则（2-15）为本文搭建汽车纵向动力学模型所需的运动学方程。结合汽车动力学方程可得 （2-16） （2-17） （2-18） （2-19）汽车在上坡路面行驶过程中，纵向行驶的力分为驱动力，重力的分力，空气阻力以及行驶阻力，则根据平衡条件可得出其运动学方程为下式 （2-20）汽车在平坦路面行驶过程中，根据平衡条件可得出其运动学方程为下式 （2-21）汽车在下坡路面行驶过程中，根据平衡条件可得出其运动学方程为下式 （2-22）本章小结本章将汽