研究生课程（论文类）试卷
____学年第学期
课程名称：汽车系统动力学
课程代码：14000017
论文题目：汽车的操纵动力学建模及分析
学生姓名：
专业﹑学号：
学院：
课程（论文）成绩：
课程（论文）评分依据（必填）：
任课教师签字：
日期：年月日
汽车操纵动力学建模及分析
1、课题要求
1）根据所给参数，以及课上所提到的方法，建立汽车的操纵动力学的状态空间模型。

2）在同样的转角输入情况下给出时域和频域的分析结果。

3）在同样的稳态侧向加速度输入的情况下给出时域和频域的分析结果。

4）通过模型等效线性系统的特征值，对汽车的稳定性进行分析。

课题所用参数：
参数符号单位1949Buick Ferrari
质量m kg 2045 1008 横摆转动惯量I z kg*m^2 5428 1031 前轴到质心的距离 a m 1.488 1.234
后轴到质心的距离 b m 1.712 1.022 轴距L m 3.2 2.566 前轮侧偏刚度C f N/rad 77850 117440
后轮侧偏刚度C r N/rad 76510 144930
2、程序（由附件给出）
3、计算结果及讨论（需有图表来说明）
1）首先设置初始速度U=40m/s，δd=10°,运行VHD.m，产生一个由A,B,C,D构成的状态空间。

2）运行time_domain1.m,绘制U=40m/s,δd=10°，传动比为30时的时域图和频域图，如图1-1和1-2所示。

图1-1 角阶跃输入下的横摆角速度时域响应
由图1-1可知，在同样的转向盘转角输入下，法拉利跑车的瞬态响应比别克轿车的要好，主要体现在较短的响应时间，较小的超调量以及更好地阻尼特性等。

图1-2 角阶跃输入下的横摆角速度频域响应
由图1-2可知，对于频域响应在同一行驶车速下，法拉利跑车的响应带宽大于别克轿车的响应带宽，从而也说明了前者具有更好地频率响应特性，对于相频特性，法拉利跑车的系统响应之后要比别克车的少，系统延迟小。

3）将稳态侧向加速度设定为a y=0.3g，车速设定为U=50m/s，运行steady_state.m，生成如下图示。

图2-1稳态侧向加速度输入下的横摆角速度时域响应
由图2-1可知，在同样地稳态侧向加速度输入下，可以更清晰的看出法拉利跑车有着较短的响应时间，较小的超调量，以及更好的阻尼特性，其瞬态响应比别克轿车更好。

图2-2稳态侧向加速度输入下的横摆角速度频域响应
由图2-2可知，对于频域响应在同一行驶车速下，法拉利跑车的响应带宽大于别克轿车的响应带宽，从而也说明了前者具有更好地频率响应特性，对于相频特性，法拉利跑车在初始时系统响应较别克车更多，但是之后系统响应要比别克车的少，系统延迟小。

4）车速设定为10—60m/s，运行eigenvalue.m，得到如下图示。