[发明专利]一种基于传递矩阵的车辆系统传递函数求解方法

说明书

本发明公开了一种基于传递矩阵的车辆系统传递函数求解方法，该方法包括：步骤S1，确定系统拓扑图以及确定系统边界；步骤S2，确定系统中各个元件的传递方程和传递矩阵；步骤S3，沿传递路径拼装系统总传递方程；步骤S4，将系统边界条件代入系统总传递方程，经过移项变换获得所需的传递函数。本发明无需列写整个系统动力学微分方程的各个步骤，有利于对复杂系统进行求解，此外，本发明提出了多输入铰元件的概念，完善了受控车辆系统元件矩阵库，计算车辆系统传递函数时可直接从矩阵库中选取所需元件的传递矩阵，使得计算过程更加便捷，可程式化程度更高。

技术领域

本发明涉及车辆系统传递函数求解方法，尤其涉及一种基于传递矩阵的车辆系统传递函数求解方法。

背景技术

现有技术中，计算线性系统传递函数的传统方法是建立整个系统动力学微分方程，经过拉普拉斯变换，得到输入到输出的传递函数，但是建立系统总体动力学方程，存在难度较大、容易出错等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种计算过程更加便捷、容易，同时出错率低、准确性好的基于传递矩阵的车辆系统传递函数求解方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种基于传递矩阵的车辆系统传递函数求解方法，该方法包括：步骤S1，确定系统拓扑图以及确定系统边界；步骤S2，确定系统中各个元件的传递方程和传递矩阵；步骤S3，沿传递路径拼装系统总传递方程；步骤S4，将系统边界条件代入系统总传递方程，经过移项变换获得所需的传递函数。

优选地，所述步骤S1中，确定系统边界后，选择其中一个边界端作为系统输出端，其余端作为系统输入端，状态矢量传递方向为输入到输出。

优选地，所述步骤S3中，若系统中有多输入元件，则将多输入元件的补充方程拼装到总传递方程中。

优选地，所述车辆系统包括悬架系统，所述步骤S3中，传递方程及补充方程的构建过程包括：步骤S30，将所述悬架系统预设为具有两端输入一端输出的铰元件，两端输入分别来自车轮和电液式阻尼器，构建悬架系统的传递方程；步骤S31，建立两个输入端位移的关系式并作为补充方程。

本发明公开的基于传递矩阵的车辆系统传递函数求解方法，将系统分为“体元件”和“铰元件”，根据单个元件力学方程建立该元件传递方程，获得元件传递矩阵，沿系统传递方向，拼装系统总传递矩阵，相比现有技术而言，本发明无需列写整个系统动力学微分方程的各个步骤，有利于对复杂系统进行求解，此外，本发明提出了多输入铰元件的概念，完善了受控车辆系统元件矩阵库，计算车辆系统传递函数时可直接从矩阵库中选取所需元件的传递矩阵，使得计算过程更加便捷，可程式化程度更高。

附图说明

图1为本发明车辆系统传递函数求解方法的流程图；

图2为四分之一车辆模型；

图3为电液式阻尼器力学模型；

图4为四分之一车辆系统拓扑图；

图5为车辆悬挂系统力学模型；

图6为悬挂系统拓扑图；

图7为本发明计算结果与现有技术中传统方法计算结果对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

本发明公开了一种基于传递矩阵的车辆系统传递函数求解方法，请参见图1，该方法包括：

步骤S1，确定系统拓扑图以及确定系统边界；

步骤S2，确定系统中各个元件的传递方程和传递矩阵；

步骤S3，沿传递路径拼装系统总传递方程；