Loading...
شبیه سازی سیستم تعلیق خودرو با سیمولینک متلب
در این مقاله آموزشی مثال پیش رو نشان می دهد که چگونه می توان یک مدل نیمه خودروی ساده شده را که شامل سیستم تعلیق عمودی مستقل جلو و عقب است، مدل سازی کرد. همچنین این مدل شامل سطح بدنه و درجه آزادی جهش است. این مثال توصیفی از مدل ارائه می دهد تا نشان دهد که چگونه می توان از شبیه سازی برای بررسی ویژگی های سواری استفاده کرد. شما می توانید این مدل را همراه با یک شبیه سازی پیشرانه برای بررسی تغییر طولی ناشی از تغییرات در تنظیم دریچه گاز استفاده کنید.
تجزیه و تحلیل و فیزیک
شکل بدنه آزاد مدل نیم خودرو
تصویر بالا ویژگی های مدل شده نیم خودرو را نشان می دهد. سیستم تعلیق جلو و عقب به عنوان سیستم های فنری و دمپر مدل سازی شده اند. مدل دقیق تر شامل مدل تایر و غیر خطی های دمپر مانند میرایی وابسته به سرعت (با میرایی بیشتر در حین برگشت نسبت به تراکم) است. بدنه خودرو دارای درجه آزادی گام و جهش است. آنها در مدل با چهار حالت نشان داده می شوند که شامل جابجایی عمودی، سرعت عمودی، جابجایی زاویه ای گام و سرعت زاویه ای گام می باشد. یک مدل کامل با شش درجه آزادی را می توان با استفاده از بلوک های جبر برداری برای انجام تبدیل محورها و محاسبات نیرو، جابجایی و سرعت پیاده سازی کرد.
معادله زیر تأثیر سیستم تعلیق جلو را بر جهش (درجه آزادی عمودی) نشان می دهد:
فرمول زیر گام صدا ناشی از سیستم تعلیق را توصیف می کند:
فرمول زیر طبق قانون دوم نیوتن، نیروها و گشتاور هایی را که منجر به حرکت بدنه می شود را حل می کند:
اجرای مدل در محیط متلب
برای باز کردن مدل، دستور sldemo_suspn را در پنجره کامند متلب تایپ کنید و اینتر را بزنید.
شکل سطح بالای مدل تعلیق
مدل تعلیق دارای دو ورودی است و هر دو بلوک ورودی در شکل مدل، با رنگ آبی هستند. اولین ورودی ارتفاع جاده است. یک گام ورودی در اینجا مربوط به حرکت ماشین بر روی سطح جاده است. ورودی دوم یک نیروی افقی است که از مرکز چرخ ها وارد می شود و از مانورهای ترمز یا شتاب ناشی می شود. این ورودی فقط به عنوان یک لحظه در محور گام ظاهر می شود زیرا حرکت طولی بدنه خودرو مدل سازی نشده است.
شکل مدل فنر و دمپر مورد استفاده در زیر سیستم های تعلیق جلو و عقب
زیر سیستم فنر و دمپر که سیستم تعلیق جلو و عقب را مدل می کند در شکل بالا نشان داده شده است. روی بلوک تعلیق جلو/عقب، راست کلیک کرده و Mask > Look Under Mask را انتخاب کنید تا زیر سیستم تعلیق جلو/عقب را ببینید. از زیر سیستم های تعلیق برای مدل سازی معادلات 1-3 استفاده می شود. معادلات مستقیماً در دیاگرام Simulink از طریق استفاده ساده از بلوک های Gain و Summation پیاده سازی می شوند. تفاوت بین جلو و عقب به شرح زیر است. از آنجایی که زیر سیستم یک بلوک ماسک شده است، مجموعه داده های متفاوتی (L ، K و C) را می توان برای هر نمونه وارد کرد. علاوه بر این L به عنوان مختصات دکارتی x در نظر گرفته می شود که نسبت به مبدا یا مرکز ثقل منفی یا مثبت است. بنابراین Kf، Cf، و -Lf برای بلوک تعلیق جلو استفاده می شود در حالی که Kr، Cr و Lr برای بلوک تعلیق عقب مورد استفاده قرار می گیرد.
اجرای شبیه سازی
برای اجرای این مدل در تب Simulation روی Run کلیک کنید. شرایط اولیه از فایل sldemo_suspdat.m در فضای کاری مدل بارگذاری می شود. برای مشاهده محتویات فضای کاری مدل، در ویرایشگر Simulink، در تب Modeling، در قسمت Design، Model Explorer را انتخاب کنید. در Model Explorer، به محتویات مدل sldemo_suspn نگاه کنید و “Model Workspace” را انتخاب کنید. بارگذاری شرایط اولیه در فضای کاری مدل از هرگونه تغییر تصادفی پارامترها جلوگیری می کند و فضای کاری متلب را تمیز نگه می دارد. توجه داشته باشید که مدل داده های مربوطه را در فضای کاری متلب در ساختار داده ای به نام sldemo_suspn_output ثبت می کند. نام ساختار را تایپ کنید تا ببینید حاوی چه داده هایی است.
شکل خروجی حاصل از شبیه سازی
نتایج شبیه سازی
نتایج شبیه سازی در نمودار بالا نمایش داده می شود. نتایج توسط فایل sldemo_suspgraph.m رسم شده است. شرایط اولیه پیش فرض در جدول زیر آورده شده است:
1 2 3 4 5 6 7 8 | Lf = 0.9; % front hub displacement from body gravity center (m) Lr = 1.2; % rear hub displacement from body gravity center (m) Mb = 1200; % body mass (kg) Iyy = 2100; % body moment of inertia about y-axis in (kg m^2) kf = 28000; % front suspension stiffness in (N/m) kr = 21000; % rear suspension stiffness in (N/m) cf = 2500; % front suspension damping in (N sec/m) cr = 2000; % rear suspension damping in (N sec/m) |
بستن مدل
مدل را ببندید و داده های تولید شده را از فضای کاری متلب حذف کنید.
نتیجه گیری
این مدل به شما اجازه می دهد تا اثرات تغییر میرایی و سفتی تعلیق را شبیه سازی کنید و در نتیجه تعادل بین راحتی و عملکرد را بررسی کنید. به طور کلی، اتومبیل های مسابقه ای دارای فنرهای بسیار سفت با ضریب میرایی بالا هستند، در حالی که خودروهای سواری فنرهای نرم تر و پاسخ نوسانی بیشتری دارند.
منبع: mathworks
هیچ نظری ثبت نشده است