基于MATLAB/Simulink的车辆底盘集成控制仿真平台

资 源 简 介

本项目使用Simulink搭建汽车悬架-转向系统集成控制模型，包含车辆动力学、路面激励、控制策略和性能评估模块，可模拟不同工况下的整车动态响应，为底盘控制系统设计提供仿真支持。

详 情 说 明

基于Simulink的汽车悬架-转向系统集成控制仿真平台

项目介绍

本项目利用MATLAB/Simulink环境，构建了一个汽车底盘集成控制仿真平台，重点研究悬架系统与转向系统的协同控制。平台通过多体动力学建模与多输入多输出（MIMO）控制算法设计，实现了对车辆垂向平顺性与横向操纵稳定性的耦合分析与协同优化。用户可通过该平台模拟多种行驶工况，快速验证不同控制策略对整车性能的提升效果，为底盘集成控制算法的研究与开发提供支持。

功能特性

• 高保真车辆模型：基于Simscape Multibody搭建包含悬架、转向系统和轮胎的十四自由度整车动力学模型，精确反映系统间的动态耦合。
• 灵活的输入激励：支持导入随机路面、阶跃、正弦等多种路面激励，并可定义驾驶员转向输入和车速变化曲线。
• 模块化控制策略：提供PID、LQR、模糊控制等多种控制算法的模块，支持用户自定义控制策略并进行参数化研究。
• 全面的性能评估：输出关键性能指标，包括车身加速度、悬架动行程、横摆角速度等，并进行时域、频域分析和三维动画可视化。
• 协同仿真与分析：实现控制算法与车辆模型的实时协同仿真，通过数据记录与后处理模块，直观对比不同控制方案的效果。

使用方法

1. 打开项目：在MATLAB中打开项目主文件夹，所有路径将自动设置。
2. 配置参数：运行主脚本文件以初始化车辆参数、控制器参数及仿真设置。
3. 选择仿真场景：在主脚本中选择预设的仿真工况（如匀速直线行驶过不平路面、双移线工况等）或自定义输入信号。
4. 运行仿真：启动Simulink模型进行仿真。仿真过程中可实时观察关键信号的Scope显示。
5. 分析结果：仿真结束后，自动运行数据分析脚本，生成性能指标对比表格、时频域响应曲线以及Simscape Mechanics Explorer动画。

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11 或 Linux （建议使用64位系统）
• MATLAB：版本 R2021a 或更高版本
• 必需工具箱：

- Simulink - Simscape - Simscape Multibody - Control System Toolbox - Signal Processing Toolbox （用于频域分析）

• 推荐硬件：≥ 8 GB RAM，≥ 10 GB 可用磁盘空间

文件说明

主脚本作为整个仿真平台的入口和控制中心，主要承担参数初始化、仿真配置与结果后处理三大功能。具体而言，它能够定义车辆物理参数与控制器参数，设置仿真时间与求解器选项，并执行指定的Simulink模型。在仿真完成后，该脚本还负责自动调用数据分析例程，计算平顺性与稳定性指标，并绘制响应曲线与动画，从而实现对仿真结果的系统性评估。