汽车系统动力学习题答案分析解析
汽车理论习题集答案
汽车理论习题集答案汽车理论习题集答案汽车是现代社会中不可或缺的交通工具之一，每个人都应该了解一些汽车的基本知识。
为了帮助大家更好地理解汽车理论，我准备了一些常见的汽车理论习题，并提供了详细的答案解析。
希望这些习题和答案能够帮助大家更好地了解汽车的原理和技术。
1. 什么是汽车的动力系统？它由哪些部分组成？答：汽车的动力系统是指提供动力驱动汽车前进的系统。
它由发动机、传动系统和驱动轴组成。
发动机是动力系统的核心部分，它通过燃烧燃料产生的能量驱动汽车运行。
传动系统用于将发动机的动力传递给驱动轴，以便驱动车轮运动。
2. 什么是汽车的悬挂系统？它的作用是什么？答：汽车的悬挂系统是指支撑汽车车身的系统。
它由弹簧、减震器和悬挂杆等部件组成。
悬挂系统的主要作用是减震和保持车身稳定。
它可以减少车辆在行驶过程中的颠簸感，提供更舒适的乘坐体验，并保持车轮与地面的接触，提高车辆的操控性能。
3. 什么是汽车的制动系统？它的原理是什么？答：汽车的制动系统是用于减速和停车的系统。
它由制动器、制动液和制动踏板等部件组成。
制动系统的原理是利用摩擦力将车轮的动能转化为热能，从而减速或停车。
当驾驶员踩下制动踏板时，制动器会夹住车轮，使车轮停止旋转，从而实现制动的效果。
4. 什么是汽车的照明系统？它的作用是什么？答：汽车的照明系统是用于提供照明的系统。
它由前照灯、后尾灯、转向灯和刹车灯等部件组成。
照明系统的主要作用是在夜间或恶劣天气条件下提供足够的照明，以确保驾驶员能够清晰地看到前方的道路和其他车辆，并提醒其他驾驶员注意到自己的存在和行驶意图。
5. 什么是汽车的电气系统？它的功能是什么？答：汽车的电气系统是提供电力供应和控制功能的系统。
它由电瓶、发电机、线路和开关等部件组成。
电气系统的主要功能包括启动发动机、给各种电器设备供电、控制车辆的各种功能等。
它是汽车正常运行和各种设备正常工作的基础。
通过以上习题和答案解析，我们可以对汽车的基本原理和技术有一个初步的了解。
汽车理论第五版课后习题答案解析
2第一章汽车的动力性1.1试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。
定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚 动祖力。
2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律路面上行驶时加载 变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能全损失， 即弹性物质的迟滞损失。
这种迟滞损失表现为一种阻力偶。
当车轮不滚动时，地面对丰轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当 车 轮滚动时，由于弹性阻滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会 大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分 布前后不对称，而使他们的合力F Z 相对于法线前移一个距离a ，它随弹性迟滞损 失的增大变大。
即滚动时有滚动阻力偶 T f = F z.?a 阻碍车轮滚动。
3］作用形式：T f = Wf ，T f = T f /r1.2滚动阻力系数与哪些因素有关？ 答：滚动阻力系数与路面的种类、 行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。
1.3①=T5 +氓环侖一 244倍护十40 一沁金F TX44宣命13.解苦：1）（取四裆为銅）由眞—TqTq —^n >=> 巧一u —> nO.3 77rn行我阻力为幵■!■凡：=494.312+0.13U2由计算机作图有:幾本毬也可采用滞点法做圏：由发动就韓速雇口丽=fSOO/mim =4000/min ,职六个点分別我.人公式:2)⑴駅舟车速：有耳二丹+吒^>7； =494,312 + 0.13 1TJ? 分别代入S 和百公孔：T. *6.9*5^3*0.850377*03691h ,*=494312+013 K ———-——『弓 5,83*6.09⑵載大爬坡度：挂T 档时速度慢,Fw 吁怂略：100009000rac700060005D *4003000200010000367把耳的拟和公或也代入可得： n>4000 而 n max = 400()r/mm二 ％ =山377 ^0367*4^00 = 04.93 Km/hL0*5.^可I10 2D 30 JO 50 Ua(Km^h)喊廿打行帥羽卄平誓图=＞耳=Emk（Ff +凡） nG心耳唤-0 n= 1 440-0.0 1=0.366L _ dr白 du gQT> — 于、U 时，= 1 + —瓦［» + —m r tnI 〕 l 1.798+3占98 卜 I 0.218*二0竽 *5^3^ *0启5 _ +IS(H)__t!36f + 38OO-1.12R耳 _ TJ3咕我IZ 存侖皿钟侖尸十和胸侖7阿孟由以上关系可由计算机作出图为;②用计算机求汽车用用档起步加速至70km/h 的加速时间*（3）克服策坡度时相应的附着辜评=」忽唯空气醜力樹滚动阻力得：Fi9 ・ ----- N___耳 all a19473）⑴缕制汽车行驶加速倒数曲戢（巴装货）：40.0626U 0,366*3,2—— ---------------- —t J.o036/｛注：栽雳时汽羣制U档起步加速不能至^Okm/h）由适动学可知：dt = — dua—t —[ -L/u —Aa]即加建时间可用计算机进行机分计算农出，且二一叫曲銭下两速皮间的画<1 欷就足通it此速度去件的加速时间。
汽车系统动力学
1汽车系统动力学的主要研究内容、范围及其发展方向。
答：内容和范围：严格地说，车辆动力学是研究所有与车辆系统运动有关的学科。
它涉及的范围很广，除了影响车辆纵向及其子系统的动力学响应（如发动机、传动、加速、制动、防抱死和牵引力控制系统等方面的因素）外，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容，即行驶动力学和操纵动力学。
行驶动力学主要研究由路面的不平激励，通过悬架和轮胎垂向力引起的车身跳动和俯仰以及车轮的运动；而操纵动力学研究车辆的操纵特性，主要与轮胎侧向力有关，并由此引起车辆的侧滑、横摆和侧倾运动。
发展方向：计算机技术和控制技术共同推动了现代汽车系统动力学的发展。
随着各种底盘控制系统在车辆中应用的增长趋势及各功能控制系统集成程度的日益提高，车辆动力学在未来车辆控制系统设计中的作用将愈加重要，可以预见，未来的发展将在车辆主支控制、车辆多体动力学和向“人—车—路”闭环系统的扩展等方面有所体现。
2汽车空气阻尼及怎么样降低汽车空气阻力。
答：汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力成为空气阻力。
空气阻力是空气对前进中的汽车形成的一种反向作用力，它的计算公式是：×sc w v2其中v为行车速度；s为汽车横截面面积，c w为风阻系数。
空气阻力跟速F D=116度成平方正比关系，也就是说：速度增加1倍，汽车受到的阻力会增加3倍。
因此高速行车对空气阻力的影响非常明显，车速高，发动机就要将相当一部分的动力，或者说燃油能量用于克服空气阻力。
换句话说，空气阻力小不仅能节约燃油，在发动机功率相同的条件下，还能达到更高的车速。
空气阻力的大小除了取决于车的速度外，还跟汽车的截面积s和风阻系统c w有关。
通过改善汽车的空气动力学性能，比如变化尾翼、底盘罩、前部进风口和轮毂帽，都能降低风阻系数。
而降低车身高度，等于减小了截面积，或使车身更多地着盖住轮子，也有利于降低空气阻力。
3描述主动悬架的工作原理。
答：主动悬架的控制环节中安装了能够产生抽动的装置，采用一种以力抑力的方式来抑制路面对车身的冲击力及车身的倾斜力。
汽车底盘系统的动力学分析
汽车底盘系统的动力学分析汽车底盘系统是车辆的重要组成部分，它直接影响着车辆的操控性、舒适性和安全性。
对汽车底盘系统进行动力学分析，有助于我们更好地理解其工作原理，优化设计，提升车辆的整体性能。
汽车底盘系统主要包括车架、悬架、转向系统和制动系统等部分。
这些部件相互协作，共同实现车辆的行驶、转向和制动等功能。
车架作为底盘的基础结构，承载着车辆的各种零部件和载荷。
其强度和刚度对于车辆的稳定性和耐久性至关重要。
良好的车架设计能够有效地分散和承受来自不同方向的力，减少车架的变形和疲劳损伤。
悬架系统在汽车底盘中起着关键作用。
它连接车架和车轮，能够缓冲路面冲击，减少车身的振动，同时保持车轮与路面的良好接触。
常见的悬架类型有独立悬架和非独立悬架。
独立悬架能够使每个车轮独立运动，提供更好的操控性和舒适性。
例如麦弗逊式悬架，结构简单，占用空间小，常用于前轮；多连杆悬架则能更精确地控制车轮的运动姿态，提升车辆的稳定性和操控性能。
转向系统决定了车辆的转向特性。
传统的机械转向系统依靠驾驶员的力量通过转向机构传递到车轮，而现代车辆更多地采用了助力转向系统，如电动助力转向（EPS）和液压助力转向（HPS）。
助力转向系统能够根据车速和转向角度提供适当的助力，使转向更加轻便灵活。
同时，转向系统的几何参数，如主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束等，对车辆的操控稳定性和自动回正能力有着重要影响。
制动系统是保障车辆安全的关键。
常见的制动类型有盘式制动和鼓式制动。
盘式制动散热性能好，制动效能稳定，多用于前轮；鼓式制动结构简单，制动力较大，常用于后轮。
制动系统的性能不仅取决于制动部件的性能，还与制动管路的布局、制动液的特性以及制动控制系统的精度有关。
在对汽车底盘系统进行动力学分析时，我们需要考虑多个因素。
首先是路面条件，不同的路面粗糙度和坡度会对车辆底盘产生不同的激励。
例如，在崎岖不平的路面上行驶时，悬架系统需要更好地吸收冲击，以减少车身的颠簸；而在湿滑路面上制动时，制动系统的防滑性能就显得尤为重要。
汽车理论习题及答案
汽车理论习题及答案----------------------- Page 1-----------------------I----------------------- Page 2-----------------------目录第 1 章汽车动力性 (1)第 2 章汽车的燃油经济性 (9)第 3 章汽车动力装置参数的选择 (12)第 4 章汽车的制动性 (13)第 5 章汽车的操纵稳定性 (19)第 6 章汽车平顺性 (25)第7 章汽车的通过性 (28)综合题 .......................................................................................................................... (29)I----------------------- Page 3-----------------------第 1 章汽车动力性第 1 章汽车动力性1.1 简述汽车动力性及其评价指标。
1.2 汽车行驶阻力是怎样形成的？1.3 试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式。
1.4 滚动阻力系数与哪些因素有关？1.5 汽车的滚动阻力可以分为哪几种？1.6 能否在汽车受力分析图上画出滚动阻力，为什么？1.7 某轿车总质量 m=1200kg，前轮载荷占整车载荷的 60%；车轮侧向力系数 k =1800kg/rad，前束角β=2°，该轿车两前α轮互置前束角β后产生相应行驶阻力 Fv ，如图1-1 所示。
（1）设轿车前进时侧向力与前束角的关系为F =k β，试求因前束引起的行驶阻力；V α（2）若该轿车滚动阻力系数f =0.015，试求整车的滚动阻力Ff ；（3）试比较前束引起的行驶阻力与滚动阻力。
1.8 转弯时滚动阻力的大小取决于行驶速度和转向半径 R ，转弯时的滚动阻力系数f R=f +Δf 。
汽车系统动力学第二版
汽车系统动力学第二版《汽车系统动力学第二版》是一本关于汽车系统动力学的专业书籍，旨在为读者提供关于汽车动力学的全面理解。
本书通过详细介绍汽车动力学的基本概念、原理和数学模型，帮助读者深入了解汽车系统的运行原理，并掌握相关的分析和设计方法。
第一章介绍了汽车系统动力学的基本概念和研究对象。
汽车系统动力学是研究汽车运动和力学特性的学科，涉及到车辆的加速、制动、转向和悬挂等方面。
本书强调了汽车系统动力学的重要性，指出了它对汽车性能和安全性的影响。
第二章详细介绍了汽车的运动学特性。
运动学是研究物体运动规律的学科，而汽车的运动学特性则包括车辆的速度、加速度和位移等参数。
本章通过引入几何学和向量分析的知识，解释了汽车运动学的基本原理，并给出了相关的计算方法。
第三章讨论了汽车的轮胎力学特性。
轮胎是汽车与地面之间的唯一接触点，它对车辆的牵引、制动和操纵性能起着至关重要的作用。
本章介绍了轮胎的结构和工作原理，并详细阐述了轮胎与地面之间的力学相互作用。
第四章介绍了汽车的悬挂系统。
悬挂系统是连接车身和车轮的重要组成部分，它对车辆的舒适性、稳定性和操控性起着重要作用。
本章从悬挂系统的基本原理入手，介绍了常见的悬挂结构和悬挂元件的设计原则，并讨论了悬挂系统对车辆动力学性能的影响。
第五章讨论了汽车的转向系统。
转向系统是控制车辆转向运动的关键部件，它对车辆的操纵性和稳定性有着重要影响。
本章介绍了转向系统的工作原理和组成部分，并讨论了转向系统的设计和调整方法。
第六章介绍了汽车的制动系统。
制动系统是保证车辆安全的重要组成部分，它对车辆的制动性能和稳定性起着至关重要的作用。
本章详细介绍了制动系统的原理、结构和工作过程，并讨论了制动系统的设计和优化方法。
最后一章总结了全书的内容，并展望了汽车系统动力学领域的未来发展方向。
本书通过详细的理论分析和实例应用，帮助读者深入了解汽车系统动力学的原理和方法，并为汽车工程师和研究人员提供了有价值的参考资料。
《汽车理论》第一章汽车的动力性与绪论课后答案详细解答
第一章1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式?答：1）定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力。
2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失，即弹性物质的迟滞损失。
这种迟滞损失表现为一种阻力偶。
当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。
即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。
3）作用形式：滚动阻力fw F f = r T F f f = （f 为滚动阻力系数）1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？提示：滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。
1.3、确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4档或5档变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有Ⅱ档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用Ⅱ档起步加速至70km/h 的加速时间。
轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Tq —n 曲线的拟合公式为432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 式中, Tq 为发功机转矩(N ·m)；n 为发动机转速(r ／min)。
发动机的最低转速n min =600r/min ，最高转速n max =4000 r／min装载质量 2000kg整车整备质量 1800kg总质量 3880 kg车轮半径 0.367 m传动系机械效率 ηт＝0.85波动阻力系数 f ＝0.013空气阻力系数×迎风面积 C D A ＝2.772m主减速器传动比 i0＝5.83飞轮转功惯量 I f ＝0.218kg ·2m二前轮转动惯量 I w1＝1.798kg ·2m四后轮转功惯量 I w2＝3.598kg ·2m变速器传动比 i g (数据如下表)轴距 L ＝3.2m 质心至前铀距离(满载) α＝1.947m质心高(满载) h g ＝0.9m解答：1）（取四档为例）由uF n u n Tq Tq F t t →⇒⎪⎭⎪⎬⎫→→→ 即r i i T F To g q t η=3210(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= og i i rn u 377.0= 行驶阻力为w f F F +：215.21a D w f U A C Gf F F +=+2131.0312.494a U +=由计算机作图有※本题也可采用描点法做图：由发动机转速在m in /600n min r =，m in/4000n max r =，取六个点分别代入公式：………………………………2）⑴最高车速：有wf t F F F +=⇒2131.0312.494a t U F +=分别代入a U 和t F 公式：2)09.6*83.53697.0*377.0(131.0312.494367.085.0*83.5*9.6*n T q += 把q T 的拟和公式也代入可得：n>4000而4000m ax =n r/min∴93.9483.5*0.14000*367.0*377.0max ==U Km/h ⑵最大爬坡度： 挂Ⅰ档时速度慢，Fw 可忽略：⇒)(max w f t i F F F F +-= ⇒Gf F Gi t -=max⇒013.08.9*388014400max max -=-=f G F i t =0.366（3）克服该坡度时相应的附着率z x F F =ϕ 忽略空气阻力和滚动阻力得：6.0947.12.3*366.0/=====a il l a i F Fi z ϕ 3）①绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626)(1f D g du dt a -==δ（GFwFt D -=为动力因素）Ⅱ时，22022111ri i I m r I m T g f w ηδ++=∑2222367.085.0*83.5*09.3*218.038001367.0598.3798.1380011+++= =1.128r i i T F To g q t η=321000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 215.21a D w U A C F = 由以上关系可由计算机作出图为：②用计算机求汽车用Ⅳ档起步加速至70km/h 的加速时间。
汽车系统动力学试卷（大全5篇）
汽车系统动力学试卷（大全5篇）第一篇：汽车系统动力学试卷考试内容：1汽车系统动力学的研究范围、研究方法、特点及发展趋势。
2．轮胎侧偏动力学。
掌握轮胎侧偏特性的定义、影响因素、模型类型，能够建立轮胎侧偏特性简化理论模型。
3．汽车前轮转向和四轮转向动力学。
对于前轮转向汽车，能够推导其数学模型，掌握表征汽车稳态响应的参数及影响因素，瞬态响应和频率响应特性的分析；对于四轮转向汽车，能够推导其数学模型，掌握汽车四轮转向系统的控制方法。
4．驾驶员汽车闭环系统动力学。
掌握驾驶员模型类型，闭环系统研究特点。
5．悬架系统动力学。
掌握悬架的分类、特点、评价指标，被动悬架、主动悬架系统模型的建立，悬架系统特性分析。
6．控制技术在汽车系统动力学研究中的应用。
了解PID控制、最优控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制等技术在汽车系统动力学研究中的应用。
第二篇：汽车系统动力学1、全主动悬架和半主动悬架的工作原理及评价指标半主动悬架就是指可以根据汽车运行时的振动及工况变化情况，对悬架阻尼参数进行自动调整的悬架系统。
为了减少执行元件所需的功率，一般都采用调节减振器的阻尼，使阻尼系数在几毫秒内由最小变至最大，使汽车振动频率被控制在理想的范围内。
半主动悬架为无源控制，在汽车转向、起步及制动等工况时，不能对悬架的刚度和阻尼进行有效的控制。
全主动悬架简称主动悬架，是一种有源控制悬架，所以它包括有提供能量的设备和可控制作用力的附加装置。
它可根据汽车载质量、路面状况(振动情况)，行驶速度、起动、制动、转向等工况变化时，自动调整悬架的刚度和阻尼以及车身高度，从而能同时满足汽车行驶平顺性和稳定性等各方面的要求。
其评价指标有悬架动行程、轮胎动载荷、车身加速度。
2、什么是系统动力学，系统动力学研究的内容是什么？系统动力学是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉综合学科。
汽车系统动力学研究所有与车辆系统运动有关的学科，包括空气动力学，纵向运动及其子系统的动力学响应，垂向和横向两个方面的动力学内容，既行驶动力学和操纵动力学，行驶动力学主要研究由路面的不平激励，通过悬架和轮胎垂向力引起的车身跳动和俯仰以及车轮的运动，操纵动力学研究车辆的操纵特性，主要与轮胎侧向力有关，并由此引起车辆侧滑、横摆和侧倾运动。
湖南大学 汽车系统动力学 试卷
湖南大学汽车系统动力学试卷诚信应考,考试作弊将带来严重后果！考试中心填写： ____年___月___日湖南大学课程考试试卷一 20 二 20 三 20 四 40 五六七八九十总分100 考试用课程名称：汽车系统动力学；课程编码：试卷编号： A ；考试时间：120分钟题号应得分实得分阅卷教师签名一、选择题（总共10题，每题2分，共计20分）专业班级： 1、行驶动力学主要研究由路面的不平激励，通过悬架和轮胎垂向力引起的（）以及车轮的运动。
装订线（题目不得超过此线）A 车辆侧滑B 车辆横摆C 车身跳动和俯仰D 车辆侧倾 2、在建立多柔体动力学方程中，（）是需要解决的三个关键问题之一。
A 约束问题 B 控制问题 C 数值计算 D 变形问题 3、（）是典型的轮胎物理模型。
A 魔术公式轮胎模型 B 幂指数轮胎模型 C 刷子模型D SWIFT轮胎模型 4、在制动稳定性分析中，（）会影响车辆稳定性。
A 前轮先抱死B 后轮先抱死C 无车轮抱死 5、（）是扭杆弹簧最显著的优点。
A 充分有效利用材料 B 刚度可调 C 导向作用 D 安装空间小 6、当输入频率低于（），车身运动基本上可以假定为简单刚体运动。
学号：姓名： A 0.25赫兹 B 30赫兹 C 10赫兹 D 15赫兹7、对于一个线性系统，输入为正弦波时，输出（）保持不变 A 幅值 B 相位 C频率 D 方向8、对悬架动行程而言，在静平衡条件下，车轮与车身相对位移保持在正负2倍动行程以内的概率为（）。
A 68.3%B 95.4%C 99.7%D 52.6%9、两自由度基本操纵模型的最大问题是忽略了（）的影响。
A 空气动力 B 转向系统 C 路面 D 簧载质量的侧倾运动 10、（）是电动助力转向系统的基本控制方法。
A 回正控制B 模糊控制C 自适应控制D 最优控制二、判断题（总共10题，每题2分，共计20分）1、车辆动力学分析中平衡条件是指稳定状态下车辆的基准条件。
汽车系统动力学编程作业
1 行驶动力学计算机建模，仿真及主动悬架控制器设计1.1建立M文件%车辆模型参数mb=320; %簧载质量(kg)mw=40; %非簧载质量(kg)ks=20000; %悬架刚度（N/m）kt=200000; %轮胎刚度（N/m）swsc=+-100; %悬架工作空间（mm）%仿真路面输入参数g0=5*10^-6; %路面不平度系数（m^3/cycle）u=20; %车速（m/s）f0=0.1; %下截止频率（Hz）%性能指标加权系数q1=80000; %轮胎动位移q2=5; %悬架动行程q3=1; %车身加速度%系统输入x0=wgn(10001,1,20); %生成高斯白噪声（采样点数列数功率）t=0:0.005:50; %仿真时间Tw=[t' x0]; %系统输入序列[仿真时间序列白噪声序列]%系统状态方程矩阵A=[0 0 -ks/mb ks/mb 0;0 0 ks/mw -(ks+kt)/mw kt/mw;1 0 0 0 0;0 1 0 0 0;0 0 0 0 -2*pi*f0];B=[1/mb;-1/mw;0;0;0];F=[0;0;0;0;2*pi*(g0*u)^0.5]；%二次最优控制器设计Q=[0 0 0 0 0;0 0 0 0 0;0 0 q2+ks^2/mb^2 -q2-ks^2/mb^2 0;0 0 -q2-ks^2/mb^2 q1+q2+ks^2/mb^2 -q1;0 0 0 -q1 q1];R=1/mb^2;N=[0;0;-ks/mb^2;ks/mb^2;0];[K,S,E]=LQR(A,B,Q,R,N); %K为最优控制反馈增益矩阵以上程序执行后可得到的结果为：A=[0 0 -62.5 62.5 0;0 0 500 -5500 5000;1 0 0 0 0;0 1 0 0 0;0 0 0 0 -0.6];B=[0.0031;-0.025;0;0;0];F=[0;0;0;0;0.0628];K =[711.88 -1241.5 -19284 -2038.5 20864];Tw[时间序列白噪声幅值序列]1.2 建立simulink模型设置输入模块：（Tw序列）设置状态空间方程参数：（其中B矩阵为M执行结果中B与F矩阵的和矩阵维数：4×2）设置增益模块：（K矩阵）1.3 执行结果根据以上设置执行仿真，可得如下结果：车身加速度（m/s^2）-时间（s）悬架动行程(m)-时间（s）轮胎动位移(m)-时间（s）路面位移输入(m)-时间（s）1.4 结果分析根据上图可分别导出车身加速度BA，悬架动行程SWS，轮胎动位移DTD的数据。
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1. 汽车系统动力学发展趋势随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越高的要求，这些要求的实现都与汽车系统动力学相关。
汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容，随着多体动力学的发展及计算机技术的发展，使汽车系统动力学成为汽车CAE技术的重要组成部分，并逐渐朝着与电子和液压控制、有限元分析技术集成的方向发展，主要有三个大的发展方向：（1）车辆主动控制车辆控制系统的构成都将包括三大组成部分，即控制算法、传感器技术和执行机构的开发。
而控制系统的关键，控制律则需要控制理论与车辆动力学的紧密结合。
（2）多体系统动力学多体系统动力学的基本方法是，首先对一个由不同质量和几何尺寸组成的系统施加一些不同类型的连接元件，从而建立起一个具有合适自由度的模型；然后，软件包会自动产生相应的时域非线性方程，并在给定的系统输入下进行求解。
汽车是一个非常庞大的非线性系统，其动力学的分析研究需要依靠多体动力学的辅助。
（3）人一车一路”闭环系统和主观与客观的评价采用人一车闭环系统是未来汽车系统动力学研究的趋势。
作为驾驶者，人既起着控制器的作用，又是汽车系统品质的最终评价者。
假如表达驾驶员驾驶特性的驾驶员模型问题得到解决后，开环评价”与闭环评价”的价值差别也许就不存在了。
因此，在人一车闭环系统中的驾驶员模型研究，也是今后汽车系统动力学研究的难题和挑战之一。
除驾驶员模型的不确定因素外，就车辆本身的一些动力学问题也未必能完全通过建模来解决。
目前，人们对车辆性能的客观测量和主观之间的复杂关系还缺乏了解，而车辆的最终用户是人。
因此，对车辆系统动力学研究者而言，今后一个重要的研究领域可能会是对主观评价与客观评价关系的认识2. 目前汽车系统动力学的研究现状汽车系统动力学研究内容范围很广，包括车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆垂向和横向动力学内容。
及行驶动力学和操纵动力学。
行驶动力学研究路面不平激励，悬架和轮胎垂向力引起的车身跳动和俯仰运动；操纵动力学研究车辆的操纵稳定性，主要是轮胎侧向力有关，引起的车辆侧滑、横摆、和侧倾运动。
汽车系统动力学的研究可以分为三个阶段：阶段一（20世纪30年代）①对车辆动态性能的经验性的观察②开始注意到车轮摆振的问题③认识到车辆舒适性是车辆性能的一个重要方面阶段二（30年代一50年代）①了解了简单的轮胎力学，给出了轮胎侧偏角的定义②定义不足转向和过度转向③建立了简单的两自由度操纵动力学方程④开展了行驶平顺性研究，建立了K2实验台，⑤引入前独立悬架阶段三（1952年以后）①通过试验结果和建模，加深了对轮胎特性的了解②在两自由度操纵模型的基础上，建立了包括侧倾的三自由度操纵动力学方程③扩展了对操纵动力学的分析，包括稳定性和转向响应特性分析④开始采用随机振动理论对行驶平顺性进行性能预测随着计算机技术的发展，复杂的模型得到了明确的表达的方便的求解。
随后的发展中，逐步引进ABS（防抱死制动系统）,TCS驱动力控制系统）,ASR（防滑转控制），DCS动力学控制）,PPS液压助力）等技术，不断地推动着汽车工业的发展。
3. 系统状态方程表达及可控性和可观性判断状态方程表达式：⑹状态方程播述系统状态变量与系统输入间关系的一阶接分方程组称为状态方程.X=AX+BU(6)输出方程在揩定系统输出的情况下，该输出与状态变畳间的函数关系式，称为系统的输出方程.Y=CX+DU其中，X为对于同一个系统，状态变量的选取并不是唯一的，关键是这些变量要相互独立，而且其个数等于微分方程的阶数。
⑴可控性如果在有限的时间间馬如"厶内，可哄用一个挫铜向量使系统的初始状态轉移到任一状态，包括預定的最佳状态，则认为该系统是完全可挫的，即能便系统从初始状态转移到目标状态。
》L■一------------------------------------------- 1注意t只要有一个状态变畳不曼控，则系统就不可控.可控条件書若柜阵K (nx n)是非奇异矩阵(矩阵K的秩为n) , M 系婉是可控的・K=[B⑵ 可观性若系純在有限的时间间隔内，根攥系統的输出向如给定的输入向董，能够躊定系统的初始状态的每一个分量，则该系统是完全可观测的.即系统在每一时刻G时的状杰能通过输出变*的观测值贝馀确定.注意r只要有一个状态变童不能确定，则系娩是不可观测的•可观条件匸若鬼阵K (nxn)是非奇异蛇阵(建阵【的秩为n)，则系统是不可现测的.K~\C4. 分析建立汽车直线制动时的数学模型应该考虑哪几个自由度？答：u v w p q rV x x x V x需要考虑行驶方向和绕y轴的俯仰两个自由度。
5. ABS和ASR的作用于有何异同？今后的发展趋势如何？答：相同点：都是通过控制车轮相对地面的滑动以使车轮与地面的附着力保持较大值的同时又具有良好的侧向稳定性。
不同点：1、作用结果不同：ABS用于控制汽车制动时的“拖滑”和保持汽车在制动时的转向性，提高制动效果和制动时的安全性；ASR是控制车轮驱动时的“滑转”，用于提高汽车起步、加速及在滑溜路面上行驶时的牵引力和确保行驶的稳定性。
2、作用对象不同：ABS通过控制车轮的制动力大小来抑制制动轮与地面的滑动；而ASR只对驱动轮实施制动控制。
3、作用域及作用时间不同：ABS在汽车制动时工作，在车轮出现抱死时起作用，当车速很低时不起作用；ASR在汽车行驶过程中都工作，在车轮出现滑转时起作用发展趋势：1、和电子制动力分配EBD(Electric Brake force Distributen)集成,形成ABS/ASR/EBD系统，可以明显改善并进步ABS的功效。
2、和电子稳定性程序ESP(Electronic Stability Program)系统集成，形成ABS/ASR/ ES综合控制系统，可解除汽车制动、起步和转向时对驾驶员的高要求。
3、和汽车巡航自动控制ACC(Adaptive Cruise Control)系统集成，形成ABS/ASR/AC综合控制系统，可解除汽车制动、起步和保持安全车距方面对驾驶员的高要求。
6•与普通的前轮转向系统相比，四轮转向系统有什么优点？主要目的是改善整车的转向特性和响应特性。
把后轮与前轮同相位转向，可以减小车辆转向时的旋转运动(横摆)，改善高速行驶的稳定性。
把后轮与前轮逆相位转向，能够改善车辆中低速行驶的操纵性，提高快速转向性。
四轮转向的目的：①由于0<k<1时，侧向加速度及横摆角速度的稳态增益均比前轮转向汽车下降1-k 倍，不足转向量增大。
高速时后轮与前轮具有同向转角的4WS车具有更好的稳定性；②减小低速时的转弯半径，提高转弯的灵活性；③减小各种外部干扰对驾驶员驾驶操作的影响。
7•操纵稳定性的主动控制的方式有哪些？各有什么优缺点？1. ABS控制轮胎的制动力，可以防止制动车轮抱死及制动稳定性的更丧失。
2. ASR控制轮胎的驱动人力，可以避免驱动车轮滑转，提高驱效能和安全性。
3. 4WS控制四个车轮上纵向的有无、大小、方向及分配，可以保证车辆在各种运动工况下的稳定性并提高操纵性能。
4. ARC主动改变是悬架的抗侧倾特性，可以保证车身的正常姿势，并间接地改善汽车的转弯性能。
5. VDC控制轮胎的侧向力，可以改善汽车转向操纵性能并提高抗侧向干扰能力。
6. ESP 电子稳定性控 制系统。
除了 ABS 和ASM 优点之外，VDC 还在以下几方面改善主动驾驶安全性：a.即 使在临界的侧向动态状况也能提供给驾驶员一种主动的支持。
式达到极限状态时也可增强车辆的操纵稳定性和行驶能力 向操作中，也可增强车辆的稳定性，使滑溜的危险迅速减少 动能力并缩短制动距离8. 为什么要设计车辆动力学控制系统？它对 提高汽车的性能主要表现在哪些方面？车辆动力学稳定性控制（VDC 出现，它兼容了 ABS 和 TRC 的优势功能，使车辆在 各种路面和各种工况下都获得良好的操纵稳定性和方向性，大大降低交通事故的 发生及其伤害。
当汽车的运动处在极限状况的非线性状态时 ，如在高速大转弯、 换车道、超车、转弯刹车时，存在单独车轮的侧偏刚度迅速下降，汽车对驾驶员操 纵失去应有的响应，车辆的运行状态偏离驾驶员期望的行驶状态，尤其在冰雪等低 附着路面条件下，容易导致过度转向或不足转向，车辆发生危险。
VDC 电子控制单 元在上述情况发生时，根据方向盘转角传感器、制动主缸压力传感器的信号、油 门踏板位置判断驾驶员的驾驶意图，估算出驾驶员期望的汽车行驶状态值。
再根 据检测得到的实际汽车状态与期望的汽车状态的差值，通过反馈控制逻辑计算出 稳定横摆力矩，然后在单独车轮上面施加滑移率控制，直接调节车辆的侧向受力情 况，使汽车按驾驶员预定的轨迹行驶，保证车辆的行驶安全。
研究表明，车辆动力学稳定控制系统能够大幅度提高车辆的操纵稳定性和安 全性，能够适应各种路面和行驶工况，取得了良好的主动控制效果。
9. 车轮跳动对汽车前轮定位参数的影响进行 仿真分析一般来说，当车轮上下跳动时，瞬时摆动中心的位置将发生变化，瞬时中心 位置的改变又会引起车轮在上下跳动时倾角的非线性变化如果上下臂相等，瞬时中心的位置将保持不变；如果上下臂相等且倾角相同，则 b.在所有工作模c.即使在极端的转d.改善车辆的驱车轮上下跳动时两个定位角度保持不变10. 主动悬架与被动悬架比较？被动式悬架，刚度和阻尼不能随频率而调节，因而即使采用优化方法来设计也只能把其性能改善到一定的程度。
主动式悬架也可称为“可调悬架”，它主要通过各种反馈信息实现悬架刚度和阻尼值的可调，以同时改善了汽车行驶的舒适性和安全性，但是主动式悬架的执行机械需要选用高精度的液压伺服缸，需要复杂的传感器和仪器设备，需要较多的外部动力来控制执行机构，故其成本很高结构复杂，可靠性影响因素多11. 悬架对汽车性能的影响是什么？其发展趋势怎样？悬架是汽车的重要总成之一，它对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有着极其重要的影响，悬架系统的基本功能：1 •缓和路面不平的冲击，使汽车行驶平顺、乘坐舒适；2•车轮跳动时使车轮定位参数变化小，保证良好的操纵稳定性；3•使车轮与地面有良好附着性，较小车轮动载变化，以保证良好的安全性。
被动悬架无外部能量消耗，但刚度和阻尼不能随频率而调节；主动悬架，能快速响应调节，但耗能较大；半主动悬架，调节响应较快，耗能较少，将会是目前一段时间内发展的方向。
12. 怎样用数学模型描述轮胎的动力学特性，其目的是什么？在物理模型中，轮胎通常被简化成一系列理想化和具有给定的物理特性的径向排列的弹性单元体。
必要的话，还要给出这些弹性单元体在道路表面的滑动能力，以及由于相邻单元体连结或包络的胎面而引起的约束，旨在根据轮胎与路面之间的相互作用机理和力学关系建立模型，以模拟力或力矩产生的机理和过程13. 汽车前轮摆振现象是怎样产生的，其主要原因？所谓的汽车前轮摆振就是汽车行驶中，前转向轮有时会发生其主销作周期性的角振动i＞周期变化的激振动车轮不平衡质量产生的离心惯性力；车轮陀螺力矩；悬架与转向杆系统运动关系不协调也引起车轮绕主销摆振；2＞偶然和单次性激励当汽车直线行驶时，汽车受偶然的侧向阵风或汽车传输线受侧向路面障碍作用下，车轮会发生起始偏转14. 研究轮胎动力学的意义何在？现代轮胎是一个复杂的粘弹性结构，具有明显的非线性特性。