稳态与瞬态响应：汽车工程应用力学

1.转向盘角阶跃输入

首先要给转向盘一个转角，而后才有汽车的运动状态的改变（如横摆角速度、侧向加速度等）。我们在讨论中，把转向盘作为输入端，汽车的运动状态作为输出端。转向盘的输入有两种形式：一是给转向盘一个角位移，称为角位移输入，简称为角输入；二是给转向盘一个力矩，称为力矩输入，简称为力输入。在汽车实际驾驶操作中，驾驶人一拨动转向盘就同时给了这两种输入，问题在于在分析或计算时，采用哪一种比较方便而已，而通常是采用角输入，但也有的采用力输入。

汽车在直线行驶时，驾驶人突然间给转向盘一个转角，并且保持这个转角和原车速不变，汽车便进入了另一种运动状态——等速圆周运动。给转向盘一个转角的这样操作就叫做给汽车以转向盘角阶跃输入。

2.时域响应

所谓响应是指给转向盘一个转向动作，汽车的运动状态将随之有相关的改变，这种改变的结果叫做响应。

在汽车操纵稳定性的研究中，通常把汽车当成是一个控制系统，求出汽车曲线行驶的时域响应和频率响应，并以它们来表征汽车操纵稳定性特性。(www.xing528.com)

汽车曲线行驶的时域响应是指汽车在转向盘输入下或外界干扰输入时的侧向运动反应。时域响应包括两方面的内容：一是不随时间变化的稳态响应；二是随时间变化的瞬态响应。

3.稳态响应和瞬态响应

汽车作等速直线运动是一种稳态，等速圆周运动也是一种稳态。等速圆周运动是等速直线运动转变的一种响应，这种响应的条件是给转向盘一个固定的转角，使横摆角速度、侧向加速度等运动参数发生改变。

若在汽车作等速直线运动时，急速转动转向盘至某一角度并维持这一角度不变，汽车经过短暂时间后便进入另一种稳态——等速圆周行驶，这就称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。稳态响应不随时间发生变化。

在上述等速直线行驶与等速圆周行驶这两个稳态运动之间的这一过渡过程便是一种瞬态，其相应的瞬态运动反应则称为转向盘角阶跃输入下的瞬态响应。瞬态响应随时间发生变化。这些响应包括横摆角速度、侧向加速度等运动参量。