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matlab simulink 车辆二自由度质心侧偏角，横摆角速度相平面程序，可以自己改参数，附说明

直接进入正题，最近在倒腾车辆动力学仿真时发现个有意思的活儿——用Simulink搭二自由度模型画相平面图。这玩意儿能直观看出质心侧偏角和横摆角速度的互动关系，对理解车辆稳定性挺有帮助。咱们今天就来手把手搞个能自定义参数的版本，附赠调试时踩过的坑。

先甩个模型框架：

% 参数配置（放脚本里方便修改） m = 1200; % 整车质量(kg) Iz = 1600; % 绕Z轴转动惯量(kg·m²) a = 1.2; % 前轴到质心距离(m) b = 1.5; % 后轴到质心距离(m) Cf = 80000; % 前轮总侧偏刚度(N/rad) Cr = 100000; % 后轮总侧偏刚度(N/rad) u = 20; % 车速(m/s)

Simulink模型里最关键的是这两个微分方程：

β_dot = (Ff + Fr)/(m*u) - r r_dot = (a*Ff - b*Fr)/Iz

对应的建模可以直接用Gain模块搭，但更骚的操作是直接上State-Space模块。不过这里为了直观，咱们用积分器硬核拼接（见图1）。

!二自由度模型结构

matlab simulink 车辆二自由度质心侧偏角，横摆角速度相平面程序，可以自己改参数，附说明

重点说几个容易翻车的点：

1. 速度单位记得统一，别前边用kph后边用m/s
2. 侧偏刚度符号容易搞反，前轮公式里实际是负刚度：

Ff = -Cf*(beta - a*r/u + delta); % delta是前轮转角 % 这里delta如果做稳态分析可以设0

1. 积分器初始值别空着，给个[0.1; 0.1]触发相轨迹

跑完仿真后用这串代码画相平面：

figure('Color','w') plot(out.beta.Data, out.r.Data) xlabel('β(rad)'); ylabel('r(rad/s)'); grid on hold on quiver(out.beta.Data(1:end-1), out.r.Data(1:end-1),... diff(out.beta.Data), diff(out.r.Data), 'AutoScale','off') title('相平面图 - 秋名山车神版')

重点是这个quiver函数画速度箭头，能看出轨迹走向。如果箭头乱飞，八成是参数给得太暴力导致数值不稳定。

调参时重点关注这几个参数的影响：

• 前/后侧偏刚度比（Cf/Cr）：影响不足转向特性
• 轴距分配（a/b）：改这个相当于调整重心位置
• 车速u：高速时系统更容易失稳

举个作死案例：把Cr降到50000，车速提到30m/s，相平面图立马出现发散螺旋——典型的激浪行为，不建议在真实车辆尝试。

完整模型打包时记得用模型引用封装子系统，这样换参数不用重新编译。需要源码的老铁评论区留邮箱，不过建议先自己动手搭一次——毕竟翻车才是最好的老师。