基于角振动模型的麦弗逊被动悬架

刘之涵 柳江 张果霞

摘 要：为提高麦弗逊悬架控制精度，考虑弹簧体的摆动问题，引入一种新的角振动模型，替代传统的二自由度线振动模型。采用角坐标系，以悬架控制臂的转角表示非簧载质量的运动，保留簧载质量的垂直運动，推导了运动微分方程并在Matlab中进行建模仿真。

关键词：麦弗逊悬架;角振动模型;控制臂;仿真

1 引言

现在的悬架通常采用二自由度车身与车轮振动的线性振动模型。但此数学模型并未能表达麦弗逊式悬架[1]所具有的，滑柱摇臂机构的二维平面运动特征，如果继续基于传统振动模型对麦弗逊式主动悬架的控制器进行设计，其精确性存在较大的问题。

2 悬架角振动模型

麦弗逊式悬挂系统的结构示意图如图1所示。它由四分之一的车体，轮毂和轮胎、螺旋弹簧、减振器、控制臂组成。

减振器的下支点与控制臂通过铰链相连，可以看出，车轮运动是由控制臂的角位移控制，车轮上下跳动通过控制臂的角位移θ传递到减振器和螺旋弹簧上。由于控制臂的质量远小于簧载质量和非簧载质量，因此可忽略不计，即将控制臂处理为无重无厚刚性的理论杆件。在上述假设下，引入角振动模型，选择簧载质量的垂直位移和控制臂的旋转角度为自变量，建立笛卡尔坐标系下的平面模型，如图2。簧上质量m2沿着Z轴平移，非簧载质量m1绕O点旋转，系统的自由度仍然等于2，与传统1/4模型相同。

参考文献：

[1]齐峰.汽车拆装与维护 下[M].湖北：华……