Matlab精細建模之車輛縱向動力學(下)
上節介紹了汽車縱向動力學的滾動阻力精細建模,本節將對車輛縱向力的精細建模進行探討。在一般的車輛動力性經濟性仿真中,只需要給定一個總的縱向力輸入即可,如果想通過單獨的驅動力、制動力接口作為輸入,則需要補充額外的驅動力、制動力計算模型。
有人可能會問,驅動力、制動力直接通過油門踏板、制動踏板深度近似計算不是很方便嗎?這樣建模的基本思路沒有問題,但是在一些特殊工況會出現很大的偏差。例如,車輛處于靜止狀態,踩剎車后,車輛一定會有制動力嗎?
本文重點對地面制動力進行精細建模,滿足多種工況使用需求,尤其是靜止狀態下地面制動力的計算。
暫時不考慮打滑工況,地面制動力就等于制動器對車輪的制動力。
對地面制動力建模,主要分為車輛運動狀態和車輛靜止狀態,所以可以進行分工況建模。
1) 車輛運動:地面制動力的方向與車速方向相反,大小等于制動器制動力;
2) 車輛靜止:地面制動力的方向與車輛運動趨勢方向相反,大小等于車輛實際驅動力與制動器制動力取小。
車輛實際驅動力等于車輛驅動力與車輛負載(滾阻、風阻、坡阻之和)的差值,其正負方向決定了車輛運動趨勢方向。
理解了上述關系,我們可以搭建以下的車輛縱向力計算模型。
輸入量:
1) 車輛驅動力:數值大小與油門開度正相關,有符號,正負分別代表向前、向后驅動;
2) 制動器制動力:數值大小與油門開度正相關,無符號;
3) 車速:有符號,正負代表車輛向前、向后運動;
4) 車輛負載:滾阻、風阻、坡阻之和,有符號,正負分別代表向后、后前。
輸出量:
1) 車輛縱向力:車輛驅動力與地面制動力之差,有符號,正負分別代表向前、后向驅動。
2) 地面制動力:地面對車輛的制動力,有符號。
上述模型與上節縱向力模型可以組裝為一個新的縱向動力學模型。
下面做兩個工況仿真來進行模型驗證。
工況1:車輛靜止,給定車輛驅動力為250N,制動器制動力從0到200線性變化。
可以看出,地面制動力先隨制動器制動力增加,車速先正向增大后減小至0,車輛停止后地面制動力維持不變,等于驅動力與負載力之差,符合設計。
工況2:車輛靜止,給定車輛驅動力為-250N,制動器制動力從0到200線性變化。
結果與正向驅動一致。
以上,介紹了車輛縱向力的精細建模過程,主要考慮靜態、動態等不同情況下地面制動力的計算方法。
通過這兩節的簡單內容,希望可以幫助加深大家對精細建模的理解,在自己的領域需要優化局部細節模型,或者需要拓寬模型應用領域時,可以基于對物理過程的理解、總結,實現模型的精細優化。
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