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摘要：随着汽车振动会对汽车造成一定的危害，影响汽车的正常运行，因此要对汽车振动的原因进行分析，并提出合理的解决对策。而MATLAB在汽车有巨大的作用，既能够应用与汽车的振动分析和控制中，还能够预测到汽车的反映，在实际中有较高的使用价值。
关键词：汽车振动；MATLAB；控制；应用
在实际中汽车振动具有巨大的危害，因此一方面为了减少振动对汽车的零部件和使用性能造成的损害，另一方面还要针对汽车振动进行研究，尽量把汽车振动运用到汽车设计的服务中来，同时还要尽量利用振动的原理来制造推动机，减少汽车部件工作的强度，从而来提高工作效率。
1.汽车振动产生的原因分析
机械的振动实际上是一种形式特殊的运动，构成振动系统的主要因素有阻尼、弹性、质量以及激励。汽车本身就是具有阻尼、弹簧以及质量的系统，在汽车内部各部分具有不同的频率，因而汽车在平时的行驶中就往往会因为路面不平坦、运动方向以及车速的改变、发动机车轮与传送系统不平衡、汽车齿轮之间的冲击等各种内部与外部的激振作用造成汽车的局部或者是整体发生强烈的振动。这种振动现象就会使汽车在运动时由于动力性能没有得到充分的发挥就容易出现一些问题。另外，振动还会对汽车操作的平顺性与稳定性以及汽车的通过性造成不利的影响，还会使乘员在乘坐时产生不舒服的感觉，严重情况下还会对汽车的零部件造成损坏，缩短汽车正常的使用寿命。
2. 汽车振动的理论分析
2.1.汽车振动的模型
在实际中当一个振动系统比较复杂的时候，而建立的相应的模型也比较复杂，就越接近于真实的情况，相应的模拟情况就越真实，但是这却增加了对系统分析的难度，所以在建立振动的力学模型时就需要在逼真模拟与系统分析之间找出一个平衡点。在进行汽车振动分析时需要把握的一个关键因素就是在实际中要根据研究的要求和研究内容，把研究的对象和外界的作用力进行简化，同时还要保证简化的模型能够与原来的系统模型在动态分析方面进行等效对比。但是由于汽车系统是一个比较复杂的多个系统组成的振动系统，因此在汽车的实际工作中每一个系统都容易出现一些问题，这样就容易出现振动现象，例如是汽车的发动系统与传动系统、车架和车身系统、悬架系统、转向系统以及制动系统等。因此在研究汽车振动时可以对振动系统进行简化分析，具体的简化方案有：首先是在远离汽车车轮的部分，由于固有的频率是10-16HZ，这样在一个较低的激振频率范围里，轮胎就会发生很小的动变形，这样就可以几乎忽略掉轮胎的质量和彈性了。其次是在汽车的前轴和后轴悬架的质量分配达到一定的数值时，这时其次前后悬架系统发生的垂直运动就几乎是相互独立的，因此可以对汽车系统进行简化。第三是当汽车在中轴线上对称时，这是汽车的车身就只有俯仰振动与垂直振动会对其平顺性产生最大的影响。此时由于轮胎的阻尼比较小，因此可以忽略不计。
2.2.建立振动运动的方程式与求解
首先要根据振动系统每个部分的隔离体的受力作用来分析，在根据达朗贝尔的原理或者是牛顿第二定律来建立起运动的微分方程式，如果对物体的受力分析比较困难时，还可以采用拉格朗日方程来建立起物体的运动方程式。其次，在根据方式来进行求解，以得到汽车系统的响应，从而来掌握振动的运行规律，即根据求解方程来得到物理量的速度、位移以及加速度等随着时间发生的变化规律。同时，也可以根据运动方程来得到系统运动的频率方程或者是运动特征的方程，这样就可以求出系统运动的固有频率以及振动的模态等。
3. MATLAB在汽车振动分析及控制中的运用
MATLAB在实际中是用于算法开发、数据分析、数据可视化以及数值计算的一种高级技术计算语言技术。在世界上MATLAB工程计算软件也有着广泛的应用，因而在分析汽车振动过程中就可以利用MATLAB的超强数学计算的功能，在循序渐进的研究中进行层层深入，在由易到难，对汽车系统的振动进行分析。例如在对汽车单自由度有阻尼的强迫振动系统进行分析时，就需要根据系统来建立一定的模型，在实际中虽然简谐振动比较简单， 但是却很重要，具有很重要的研究价值，因而在对汽车单自由度有阻尼的强迫振动系统研究时可以把汽车看作是一个大的振动系统，这样系统在外力作用下受到的受迫振动，就是系统在脉冲的过渡函数与外力作用下的卷积结果。因此在MATLAB计算中，可以利用建立的函数关系来求解脉冲过渡的函数值，之后可以利用卷积函数来求解二者的卷积值，这样就可以根据脉冲函数与系统的输入来得到系统响应。
运用MATLAB的计算结果不仅可以来对汽车振动的理论结果进行验证分析，还可以通过把MATLAB计算、理论分析与实验相结合来更好的研究汽车的振动问题，因而在实际实验中还需要建立起由计算机试验的数据处理系统、监控操作系统、激振台等组成的悬架性能的试验台。这样在电动机通电之后，就可以带动其偏心凸轮的旋转，从而引起激振台发生运动，在实验中在对左右轮的振动组合来调节在实际中的模拟值输入，来验证实验数据，从而可以利用MATLAB的强大数据分析能力来对数据进行处理分析。
4.总结
综上所述，在汽车振动研究中运用MATLAB具有很强的实用效果，在实际中可以通过对MATLAB的数值计算来验证汽车振动的分析结果，同时还可以利用MATLAB的数值计算结果来预测汽车在实际中对某个激励做出的响应，而在对汽车振动的分析中MATLAB的技术结果还具有可视化效果。但是，在实际中MATLAB的应用范围还很广，因此就需要在汽车振动中对MATLAB进一步研究，促进其更好地应用。
参考文献：
[1]申屠斌，杨绪剑，周晓军.汽车主减速器噪声振动检测系统研究[J].机电工程.2009，31（14）：25-26.
[2]黄道平编著人，汀LAB与控制系统的数学仿真机CAD[M1.北京：化学工业出版社.2010，23（17）：95-96.
[3]邵明龙，纪威，周辉.MATLAB在汽车振动分析与控制中的应用初探[J].机电工程.2009，34（25）：245-246.
关键词：汽车振动；MATLAB；控制；应用
在实际中汽车振动具有巨大的危害，因此一方面为了减少振动对汽车的零部件和使用性能造成的损害，另一方面还要针对汽车振动进行研究，尽量把汽车振动运用到汽车设计的服务中来，同时还要尽量利用振动的原理来制造推动机，减少汽车部件工作的强度，从而来提高工作效率。
1.汽车振动产生的原因分析
机械的振动实际上是一种形式特殊的运动，构成振动系统的主要因素有阻尼、弹性、质量以及激励。汽车本身就是具有阻尼、弹簧以及质量的系统，在汽车内部各部分具有不同的频率，因而汽车在平时的行驶中就往往会因为路面不平坦、运动方向以及车速的改变、发动机车轮与传送系统不平衡、汽车齿轮之间的冲击等各种内部与外部的激振作用造成汽车的局部或者是整体发生强烈的振动。这种振动现象就会使汽车在运动时由于动力性能没有得到充分的发挥就容易出现一些问题。另外，振动还会对汽车操作的平顺性与稳定性以及汽车的通过性造成不利的影响，还会使乘员在乘坐时产生不舒服的感觉，严重情况下还会对汽车的零部件造成损坏，缩短汽车正常的使用寿命。
2. 汽车振动的理论分析
2.1.汽车振动的模型
在实际中当一个振动系统比较复杂的时候，而建立的相应的模型也比较复杂，就越接近于真实的情况，相应的模拟情况就越真实，但是这却增加了对系统分析的难度，所以在建立振动的力学模型时就需要在逼真模拟与系统分析之间找出一个平衡点。在进行汽车振动分析时需要把握的一个关键因素就是在实际中要根据研究的要求和研究内容，把研究的对象和外界的作用力进行简化，同时还要保证简化的模型能够与原来的系统模型在动态分析方面进行等效对比。但是由于汽车系统是一个比较复杂的多个系统组成的振动系统，因此在汽车的实际工作中每一个系统都容易出现一些问题，这样就容易出现振动现象，例如是汽车的发动系统与传动系统、车架和车身系统、悬架系统、转向系统以及制动系统等。因此在研究汽车振动时可以对振动系统进行简化分析，具体的简化方案有：首先是在远离汽车车轮的部分，由于固有的频率是10-16HZ，这样在一个较低的激振频率范围里，轮胎就会发生很小的动变形，这样就可以几乎忽略掉轮胎的质量和彈性了。其次是在汽车的前轴和后轴悬架的质量分配达到一定的数值时，这时其次前后悬架系统发生的垂直运动就几乎是相互独立的，因此可以对汽车系统进行简化。第三是当汽车在中轴线上对称时，这是汽车的车身就只有俯仰振动与垂直振动会对其平顺性产生最大的影响。此时由于轮胎的阻尼比较小，因此可以忽略不计。
2.2.建立振动运动的方程式与求解
首先要根据振动系统每个部分的隔离体的受力作用来分析，在根据达朗贝尔的原理或者是牛顿第二定律来建立起运动的微分方程式，如果对物体的受力分析比较困难时，还可以采用拉格朗日方程来建立起物体的运动方程式。其次，在根据方式来进行求解，以得到汽车系统的响应，从而来掌握振动的运行规律，即根据求解方程来得到物理量的速度、位移以及加速度等随着时间发生的变化规律。同时，也可以根据运动方程来得到系统运动的频率方程或者是运动特征的方程，这样就可以求出系统运动的固有频率以及振动的模态等。
3. MATLAB在汽车振动分析及控制中的运用
MATLAB在实际中是用于算法开发、数据分析、数据可视化以及数值计算的一种高级技术计算语言技术。在世界上MATLAB工程计算软件也有着广泛的应用，因而在分析汽车振动过程中就可以利用MATLAB的超强数学计算的功能，在循序渐进的研究中进行层层深入，在由易到难，对汽车系统的振动进行分析。例如在对汽车单自由度有阻尼的强迫振动系统进行分析时，就需要根据系统来建立一定的模型，在实际中虽然简谐振动比较简单， 但是却很重要，具有很重要的研究价值，因而在对汽车单自由度有阻尼的强迫振动系统研究时可以把汽车看作是一个大的振动系统，这样系统在外力作用下受到的受迫振动，就是系统在脉冲的过渡函数与外力作用下的卷积结果。因此在MATLAB计算中，可以利用建立的函数关系来求解脉冲过渡的函数值，之后可以利用卷积函数来求解二者的卷积值，这样就可以根据脉冲函数与系统的输入来得到系统响应。
运用MATLAB的计算结果不仅可以来对汽车振动的理论结果进行验证分析，还可以通过把MATLAB计算、理论分析与实验相结合来更好的研究汽车的振动问题，因而在实际实验中还需要建立起由计算机试验的数据处理系统、监控操作系统、激振台等组成的悬架性能的试验台。这样在电动机通电之后，就可以带动其偏心凸轮的旋转，从而引起激振台发生运动，在实验中在对左右轮的振动组合来调节在实际中的模拟值输入，来验证实验数据，从而可以利用MATLAB的强大数据分析能力来对数据进行处理分析。
4.总结
综上所述，在汽车振动研究中运用MATLAB具有很强的实用效果，在实际中可以通过对MATLAB的数值计算来验证汽车振动的分析结果，同时还可以利用MATLAB的数值计算结果来预测汽车在实际中对某个激励做出的响应，而在对汽车振动的分析中MATLAB的技术结果还具有可视化效果。但是，在实际中MATLAB的应用范围还很广，因此就需要在汽车振动中对MATLAB进一步研究，促进其更好地应用。
参考文献：
[1]申屠斌，杨绪剑，周晓军.汽车主减速器噪声振动检测系统研究[J].机电工程.2009，31（14）：25-26.
[2]黄道平编著人，汀LAB与控制系统的数学仿真机CAD[M1.北京：化学工业出版社.2010，23（17）：95-96.
[3]邵明龙，纪威，周辉.MATLAB在汽车振动分析与控制中的应用初探[J].机电工程.2009，34（25）：245-246.