Suspensión Del Automóvil - MATLAB y Simulink Ejemplo

23/11/2016

Suspensión del automóvi l - M ATLAB y Si m ul ink Ej em pl o

Suspensión Automotive Este ejemplo muestra cómo modelar un modelo de medio coche simplificada Modelo abierto que incluye un frente independiente y la suspensión vertical posterior. El modelo también incluye el lanzamiento cuerpo y de rebote grados de libertad. El ejemplo proporciona una descripción del modelo de simulación para mostrar cómo se puede utilizar para investigar las características de paseo. Puede utilizar este modelo en conjunción con un sistema de propulsión de simulación para investigar aleatoria longitudinal resultante de los cambios en la posición del acelerador.

Análisis y Física

Figura 1: 1: Un diagrama de cuerpo libre del modelo de medio coche La figura 1 ilustra las características modeladas de la media de coche. La suspensión delantera y trasera son modelados como sistemas de muelle / amortiguador. Un modelo más detallado incluiría un modelo de neumático, y la no linealidad de los amortiguadores como dependiente de la velocidad de amortiguación (con mayor amortiguación durante el rebote que la compresión). El cuerpo del vehículo tiene grados de cabeceo y de rebote de la libertad. Están representados en el modelo de cuatro estados: desplazamiento vertical, velocidad vertical, terreno de juego de desplazamiento angular y velocidad angular de cabeceo. Un modelo completo con seis grados de libertad puede ser implementada utilizando bloques de vector de álgebra para realizar transformaciones de eje y los cálculos de fuerza / desplazamiento / velocidad. La suspensión delantera influye en el rebote (es decir, el grado vertical de la libertad) de acuerdo con la ecuación 1. Ecuación 1

La contribución de tono a la suspensión delantera está dada por la ecuación 2. Ecuación 2

Ecuación 3 contiene expresiones para la suspensión trasera.

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Suspensión del automóvil - MATLAB y Simulink Ejemplo

Ecuación 3

Las fuerzas y momentos que dan como resultado el movimiento del cuerpo de acuerdo con la segunda ley de Newton (véase la ecuación 4). Ecuación 4

El modelo Para abrir este modelo, el tipo sldemo_suspnde ventana de comandos de MATLAB. La figura 2 muestra el diagrama de nivel superior del modelo de suspensión.

Figura 2: diagrama de nivel superior del modelo de suspensión El modelo de suspensión mostrado en la Figura 2 tiene dos entradas, y ambos bloques de entrada son de color azul en el diagrama de modelo. La primera entrada es la altura carretera. Una entrada por pasos que aquí se corresponde con el vehículo que circula sobre una superficie de carretera con un cambio de paso en altura. La segunda entrada es una fuerza horizontal que actúa a través del centro de las ruedas que resulta de maniobras de frenado o de aceleración. Esto aparece sólo como un momento sobre el eje de cabeceo debido a que el movimiento del cuerpo longitudinal no se modela.

https://www.mathworks.com/help/simulink/examples/automotive-suspension.html?requestedDomain=www.mathworks.com

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Figura 3: El modelo de muelle / amortiguador utilizado en FrontSuspension y RearSuspension subsistemas El subsistema de muelle / amortiguador que los modelos de la suspensión delantera y trasera se muestra en la Figura 3. Haga clic derecho sobre el bloque de suspensión delantera / trasera y elija Máscara> mire debajo de la máscara para ver el subsistema de suspensión delantera / trasera. Los subsistemas de suspensión se utilizan para modelar las Ecuaciones 1-3. Las ecuaciones se aplican directamente en el diagrama de Simulink a través del uso directo de la ganancia y la suma bloques. Las diferencias entre delantero y trasero se contabilizan de la siguiente manera. Debido a que el subsistema es un bloque de máscaras, un conjunto de datos diferente ( L, Ky C) se puede introducir para cada instancia. Por otra parte, Lse considera como coordenadas cartesianas x, siendo negativo o positivo con respecto al origen, o el centro de gravedad. Por lo tanto, Kf, Cf, y ‐Lfse utilizan para el bloque de suspensión delantera mientras que Kr, Cry Lrse utilizan para el bloque de suspensión trasera.

La ejecución de la simulación Para ejecutar este modelo, pulse el botón Reproducir en la barra de herramientas en la ventana del modelo. Las condiciones iniciales se cargan en el modelo de espacio de trabajo desde el sldemo_suspdat.marchivo ( abrir este archivo para ver su contenido). Para ver el contenido del modelo de espacio de trabajo vaya a Menú> Modelo Vista del explorador, busque en el contenido del sldemo_suspnmodelo y seleccione "Modelo de espacio de trabajo". Cargando condiciones iniciales en el modelo de espacio de trabajo impide cualquier modificación accidental de parámetros y mantiene MATLAB espacio de trabajo limpio. Tenga en cuenta que el modelo registra datos pertinentes a MATLAB espacio de trabajo en una estructura de datos llamada sldemo_suspn_output. Escriba el nombre de la estructura para consultar los datos que contiene. Más información acerca del registro de la señal en la Ayuda de Simulink.


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Figura 4: Resultados de la simulación Resultados de la simulación se muestran en la Figura 4. Los resultados se representan por la sldemo_suspgraph.m(se puede abrir este archivo para ver cómo se hace). Las condiciones iniciales predeterminados se dan en la Tabla 1 a continuación. Tabla 1: condiciones iniciales por defecto Lf = 0,9; % Frente concentrador desplazamiento del centro de gravedad del cuerpo (m) Lr = 1,2; % Buje trasero desplazamiento del centro de gravedad del cuerpo (m) Mb = 1,200; % en masa corporal (kg) Iyy = 2,100; momento de inercia del cuerpo% sobre el eje y en (kg m ^ 2) KF = 28000; % Frente rigidez de la suspensión en (N / m) KR = 21000; % Rigidez de la suspensión trasera en (N / m) cf = 2,500; % De la suspensión delantera de amortiguación en (N s / m) cr = 2,000; % De amortiguación de la suspensión trasera en (N s / m)

Cerrar el Modelo Cerrar el modelo y eliminar los datos generados a partir de MATLAB espacio de trabajo. https://www.mathworks.com/help/simulink/examples/automotive-suspension.html?requestedDomain=www.mathworks.com

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conclusiones Este modelo permite simular los efectos de cambiar la amortiguación de suspensión y la rigidez, la investigación de este modo el compromiso entre comodidad y rendimiento. En general, los coches de carreras tienen resortes muy rígidos con un alto factor de amortiguación, mientras que los vehículos de pasajeros, con resortes más suaves y una respuesta más oscilatorio.


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