七自由度模型搭建与仿真

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 如上图所示的独立悬架7自由度整车模型，假定车身是一个刚体，车辆在水平面上做匀速直线运动，车身具有上下跳动、俯仰和侧倾三个自由度，四个车轮各自都有一个上下跳动的自由度，加起来总共有7个自由度，所以称为简化的7自由度悬架振动模型。

图中参数说明:
Bf，Br:前轴轮距，后轴轮距
KtA,KtB,KtC,KtD :前后左右四个轮胎刚度
ZgA,ZgB,ZgC,ZgD:前后左右四个轮胎处路面激励
ZwA,ZwB,ZwC,ZwD:前后左右四个车轮质心位移
CsA,CsB,CsC,CsD: 前后左右减振器阻尼系数
KsA,KsB,KsC,KsD:前后左右弹簧刚度
ZbA,ZbB,ZbC,ZbD:前后左右四个角落车身位移
θb:车身俯仰角度
：车身侧倾角度
zb:车身质心上下运动位移
a,b:质心到前轴和后轴距离

在CDC控制中，建立7自由度悬架模型主要目的还是:
1、分析粗糙路上质心振动加速度优化情况；
2、整车行驶车身姿态运动控制(俯仰、侧倾)；
3、过减速带工况；

假设车身是刚体，质心运动Zb，θb和数值都较小，从几何关系，可以得到车身四个角落簧上位移如下:

 车身质心处垂向运动方程为:

 车身俯仰运动方程为：

 车身侧倾运动方程为：

 四个非簧载质量(簧下质量)运动方程：

从以上五组方程，便可以搭建出悬架仿真7自由度模型，下面打开simulink，开始搭模型:
1、有二阶微分的，二话不说，先摆上两个积分器，并标注好名称,然后根据解析式，一个一个把它们接起来:

 

 2、搭第一组方程，四个角落的位移，输出都已经有了。
      考虑到簧上位移的微分，别处也有用，顺便搭出来。

3、 接着，可以搭zb两点的求解,就可以跟第一步的zb两点连起来了。

 4、搭建第三组，俯仰运动方程.
      

 5、搭第四组方程，侧倾运动,第4步和第5步很多是可以从第三步复制过来的。

 6、搭最后一组方程.

7、按照先后顺序，整理下这几个模块，取缔掉一些goto，信号合并为总线输出的形式，稍作整理。输入为随机路面，随机路面的生成前几个文章有讲过。 

 

8、设置车辆参数:

 mb=1380; %车身质量kg
 Ip=2440; %俯仰转动惯量 kg.m2
 Ir=380;  %侧倾转动惯量 kg.m2
 Bf=1.48; %前轴轮距
 Br=1.48;%后轴轮距
 KtA=192; %KN/m  左前轮胎刚度
 KtB=192; %KN/m  右前轮胎刚度
 KtC=192; %KN/m  左后轮胎刚度
 KtD=192; %KN/m  右后轮胎刚度
 KsA=17; %KN/m  左前弹簧刚度
 KsB=17; %KN/m  右前弹簧刚度
 KsC=17; %KN/m  左后弹簧刚度
 KsD=17; %KN/m  右后弹簧刚度
 CsA=1.5; %KN.s/m  左前减振器阻尼
 CsB=1.5; %KN.s/m  右前减振器阻尼
 CsC=1.5; %KN.s/m  左后减振器阻尼
 CsD=1.5; %KN.s/m  右后减振器阻尼
 a=1.25;% m 质心到前轴距离
 b=1.51;%m质心到后轴距离
 m_wa=40.5;%左前簧下质量
 m_wb=40.5;%右前簧下质量
 m_wc=45.4;%左后簧下质量
 m_wd=45.4;%右后簧下质量

运行仿真，查看结果。

质心加速度