当前课程知识点：汽车理论 > 第五章：汽车的操纵稳定性 > 知识点5.10：瞬态响应的评价方法 > 瞬态响应的评价方法
同学们大家好
下面介绍第五章
汽车操作稳定性知识点5.10
瞬态响应的评价方法
在前面知识点里边
我们介绍了汽车的瞬态响应
下面我们看一看
瞬态响应应该怎么来进行评价
一般采用四个参数
来表征瞬态响应品质的好坏
这四个参数分别是
第一个就是横摆角速度
波动时的固有频率
这个横摆角速度
波动的固有频率表达式
是这么一个表达的式子
横摆角速度的固有频率
是评价汽车瞬态响应的
一个非常重要的参数
固有频率的数值
一般来讲
应该高一些为好
这个图是日本和欧洲的
很多车辆统计的结果
图的横坐标
是它的固有频率
纵坐标是它的稳定性因数
这里边一大堆的空心点
实际上代表日本车
它的固有频率和
稳定性因数的坐标值
这是日本车
实心点是一些欧洲车
通过这样一些数值
我们可以看到
一般来讲欧洲的车
一般频率相对来讲偏高一点
它的稳定性因数也偏小一点
日本车它相对来讲
分布的比较散一点
也有一些频率比较高的
也有一些车相对来讲
稳定性因数相对来讲小一点
但是它平均值一般来讲
稳定性因数相对大一点
也就是日本车的不足转向量
稍稍偏大一点比起欧洲车
第二个表征
瞬态响应的参数
实际上是阻尼比
阻尼比的表达式
你把它展开来
最后得出来
这一串的复杂的表达式
阻尼比实际上主要是和
超调量相关的
因为我们瞬态响应
在前面也介绍过
它会有一个超调
它会有一个超调
你阻尼比越小
一般来讲超调量相对来讲
就会越大一些
德国的一些大学
和汽车研究所
通过实验给出了一些
近代轿车的超调量
一般来讲是在112%到165%之间
相应的实验工况
都是在每秒31.3米
大体上相当于那个时速
110公里多一点车速
侧向加速度0.4g的情况下
然后进行测量的
当然根据超调量推算出来阻尼比
大体上是在0.5到0.8之间
第三个反应量
我们经常是用反应时间
瞬态反应的衡量的指标
就是反应时间
这个反应时间
是指角阶跃输入以后
横摆角速度第一次达到稳定值
所需要的时间
当然也有一些文献
是用0.9倍的或者0.63倍的
稳态横摆角速度时间
当然实际上没有什么本质差别
一般来讲
我们希望反应时间小一点为好
它转向灵敏度会好一些
它会更灵敏
这个表达式
当然是我们根据二自由度汽车
得出来的它的反应时间的表达式
当然反应时间
它只是一个表达式而已
并不能说明什么问题
因为在我们二自由度的模型里边
忽略了非常多的影响因素
所以反应时间计算出来的
经常是不作数的
我们在这里只是说明一下
它有反应时间指标
我们真正就是衡量它
反应时间的时候
经常都是实验出来的
而不是根据表达式计算出来的
第四个参数
就是达到第一峰值
所需要的时间
也就是达到你的超调量
这个时候它所需要的时间
这个时间一般来讲
用ε来表达出来
我们这个ε
有时候又称之为峰值反应时间
然后峰值反应时间
它的表达式是这样的
当然也是根据
二自由度模型把它测试出来的
峰值反应时间
我们是可以根据ε计算方式
把它算出来
但实质我们在统计峰值反应时间
经常都是通过实验
把它实验出来的
这两者还是有一定差距的
前面当然介绍的
是评价瞬态响应品质的四个参量
当然了不同的企业
或者是国家标准里边反映
在评价瞬态响应的时候
有的时候也会采用不同的指标
有的时候也会采用不同的指标
那么实际上评价瞬态响应
还有一个定性的指标
就是它是否稳定
因为你要车子不稳定了
就不需要谈品质了
所以首先也还要
看一看它是否稳定
汽车是否稳定
一般来讲是取决于汽车
本身的固有特性
也就是说
刚才对应齐次方程式的
它的一个特征值
从齐次方程的通解
我们可以看到
当我们的阻尼比
小于等于1的时候
我们只要阻尼和频率为正值
我们的阻尼比
和固有频率的乘积为正值
它就是收敛的
否则就发散而不稳定
我们的阻尼比
和固有频率的乘积
按照我们的二自由度的
微分方程式
我们可以把它展开
得到这样一个表达式
当然在这个表达式当中
由于侧偏刚度都是负数
所以ξ和ω乘积
它肯定恒为正值
因此也就是说
当我们的阻尼比
小于1的情况下
其次微分方程的解都收敛
而趋近于0
当我们的阻尼比大于1的时候
我们的特征根必须是负的
其次微分方程的解才是收敛的
并且它是趋近于0的
也就是说我们这个括弧里边的
这一项 应该为负值
这个时候才收敛
通过这个表达式
我们可以看到
也就是说当我们的ω0的平方
应该为正值
说实在的我们的ω0的话
在这个时候
它只要是一个实数
它当然也就可以了
我们现在这里边还是讨论ω0的平方
它是否为正值
在只要是正的情况下
汽车的横摆角速度
它也就会收敛
根据我们前面二自由度的模型
那么ω0的平方
它就是这样的一个表达式
当然我们后边这一项
我们后边这一项
肯定是大于0的
我们后边这一项
肯定是大于0的
并且在车速相对比较低的时候
这个项还很大
当然随着车速的提高
由于它分母项有一个
车速平方项
这个时候分母就会迅速的增大
后边这一项相对来讲
就会变得比较小
而我们前面这一项
它由于分子上
有一个a × k1
减去一个b × k2
这一项确实是有可能是负的
确实可能是负的
下面我们主要来讨论
第一项
它是正还是负
因为我们的稳定性因数
K等于这样一个表达式
所以a × k1 - b × k2
最后就把它表达成为
这里边有一个稳定性因数
乘以 k1 k2 L平方
然后再除以m
实际上在后边这些全都是正的
就k1 k2它是正的
L平方肯定是正的
m也是正的
因此这一项是正是负
完全取决于稳定性因数k
它到底是正的还是负的
还是等于0
当汽车具有不足转向特性的时候
K是大于0的
那么当然我们这一项
肯定就是大于0的
系统就是稳定的
当汽车是过多转向的情况下
K小于0
它第一项是负的
那么由于我们的等式
第二项是正的
所以当你这两个加起来以后
到底是正还是负
主要是取决于车速
当车速很低的时候
第二项它很大
所以基本上还都是正的
但是随着车速的提高
第二项逐渐逐渐变小
这个时候很可能它会变成
不稳定的
随着车速的增加
就可以求出来
这两项等于0的条件
我们这个时候会求出车速
车速我们求出来以后
最后发现它实际等于
根号下负的1 / K
跟我们稳态横摆角速度增益
它的临界车速的表达式
是完全一样的
所以也就是说
我们瞬态响应
这个响应是否稳定
它跟稳态响应是否稳定
它是完全一致的
也就是我们的稳态响应是稳定的
我们的瞬态响应
它也是稳定的
因为这个时候它求出来的
临界车速都是一样的
所以瞬态响应的评价
第一点我们就是看一看它
是否稳定
我们假如它是稳定的情况下
我们还要看一看它的响应品质
比如像它的频率 它的超调量
它的反应时间
以及它的峰值反应时间
好 这一节我们就介绍到这里
-绪论
--默认
-知识点1.1：汽车动力性的评价
--视频-1.1
-知识点1.1：汽车动力性的评价--作业
-知识点1.2：汽车的驱动力
-知识点1.2：汽车的驱动力--作业
-知识点1.3：汽车的行驶阻力（1） 滚动阻力
-知识点1.3：汽车的行驶阻力（1） 滚动阻力--作业
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-第一章汽车的动力性-知识点1.4：空气阻力
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-知识点1.5：汽车的行驶阻力（3）坡道阻力与加速阻力--作业
-知识点1.6：汽车行驶方程式与驱动力行驶阻力平衡图
-知识点1.6：汽车行驶方程式与驱动力行驶阻力平衡图--作业
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-知识点1.7：汽车动力性评价指标的求解--作业
-知识点1.8：汽车行驶的附着条件
-知识点1.8：汽车行驶的附着条件--作业
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-知识点1.10：作用在汽车驱动轮的切向反作用力
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-知识点1.11：汽车的附着率
--汽车的附着率
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-知识点2.2：汽车燃油经济性的计算
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--电动汽车的研究
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-知识点3.5：利用燃油经济性—加速时间曲线确定变速器和主减速器传动比
-知识点3.5：利用燃油经济性—加速时间曲线确定变速器和主减速器传动比--作业
-知识点3.6：利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比
--利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比
-知识点3.6：利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比--作业
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-知识点4.3：硬路面的附着系数
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-知识点4.5：制动距离的计算分析
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-知识点4.6：制动时汽车的方向稳定性
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-知识点4.7：制动时汽车的跑偏
--制动时汽车的跑偏
-第四章：汽车的制动性--知识点4.7：制动时汽车的跑偏
-知识点4.8：制动时汽车的侧滑和转向能力丧失
-知识点4.8：制动时汽车的侧滑和转向能力丧失--作业
-知识点4.9：前--后制动器制动力的比例关系
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-知识点4.10：理想的前、后制动器制动力分配曲线
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-知识点4.11：具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数
-知识点4.11：具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数--作业
-知识点4.12：前、后制动器制动力比值固定的汽车在各种路面上的制动过程分析
-知识点4.12：前、后制动器制动力比值固定的汽车在各种路面上的制动过程分析--作业
-知识点4.13：利用附着系数与制动效率
-知识点4.13：利用附着系数与制动效率--作业
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求--作业
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统
--制动防抱死系统
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统--作业
-知识点4.0：前四章知识总结
--前四章知识总结
-期中考试--期中考试
-知识点5.1：汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
-第五章--知识点5.1汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
-知识点5.2：汽车操纵稳定性概述(2)评价方法
-知识点5.3：轮胎的侧偏现象
--轮胎的侧偏现象
-第五章：汽车的操纵稳定性--知识点5.3：轮胎的侧偏现象
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响--作业
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响--作业
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型--作业
-知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-第五章--知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-知识点5.8：稳态响应的评价方法
-知识点5.8：稳态响应的评价方法--作业
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应--作业
-知识点5.10：瞬态响应的评价方法
-知识点5.10：瞬态响应的评价方法--作业
-知识点5.11：横摆角速度的频率响应特性
-知识点5.11：横摆角速度的频率响应特性--作业
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系--作业
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线
--汽车的侧倾轴线
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线--作业
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度
--汽车的侧倾角刚度
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度--作业
-知识点5.15：汽车的侧倾角
--汽车的侧倾角
-知识点5.15：汽车的侧倾角--作业
-知识点5.16：侧倾导致左右车轮垂直载荷重新分配及其对稳态响应的影响
-知识点5.16：侧倾导致左右车轮垂直载荷重新分配及其对稳态响应的影响--作业
-知识点5.17：侧倾外倾与侧倾转向
-知识点5.17：侧倾外倾与侧倾转向--作业
-知识点5.18：变形转向与变形外倾
-知识点5.18：变形转向与变形外倾--作业
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系--作业
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验--作业
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系--作业
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介--作业
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统--作业
-知识点5.24：汽车的侧翻
--汽车的侧翻
-知识点5.24：汽车的侧翻--作业
-知识点6.1：汽车的平顺性
--汽车的平顺性
-知识点6.1：汽车的平顺性--作业
-知识点6.2：人体对振动的反应
--人体对振动的反应
-知识点6.2：人体对振动的反应--作业
-知识点6.3：平顺性的评价方法
--平顺性的评价方法
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.3：平顺性的评价方法
-知识点6.4：路面不平度的统计特性
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.4：路面不平度的统计特性
-知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-第六章--知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化--作业
-知识点6.7：单质量系统的自由振动
-知识点6.7：单质量系统的自由振动--作业
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性--作业
-知识点6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-第六章--6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-知识点6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-第六章-6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动--作业
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性--作业
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响--作业
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述--作业
-知识点6.15：双轴汽车的振动
--双轴汽车的振动
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.15：双轴汽车的振动
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性--作业
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算--作业
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动--作业
-知识点6.0：第五、六章知识总结
-期末考试--考试入口
