十七自由度車輛動力學仿真模型的研究.pdf

1、車輛動力學的研究隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而快速發(fā)展，適用于各種工況的車輛動力學模型被開發(fā)出來，例如車輛平順性七自由度整車模型，用于研究在路面輸入下車身的垂向振動加速度，評價車輛的行駛平順性；車輛三自由度操穩(wěn)模型，用于研究在方向盤角輸入下車輛運動軌跡，橫擺角速度等，評價車輛的操縱穩(wěn)定性。然而車輛實際行駛工況中往往同時有方向盤角輸入和路面的不平度輸入，某一單獨工況下的車輛模型已經(jīng)不能滿足仿真要求。因此開發(fā)一種適用于復雜行駛工況的整車模型顯得非常必

2、要。
　　 本文首先敘述了車輛動力學的發(fā)展歷史，簡單介紹了一些車輛基礎模型的推導，然后推導了十七自由度整車動力學實時仿真模型。由于車輛運動是一種空間運動，同時有平動和轉動，通常在非慣性參考系中建立動力學模型。此時質量塊不僅受到輪胎力、空氣阻力和自身重力等外力，還要考慮慣性力的作用，如科里奧利力和離心力。由于自由度數(shù)較多，若用普遍的多體系統(tǒng)動力學方法來推導將會非常復雜。
　　 本文采用達朗貝爾慣性力原理推導動力學方程，引入

3、了廣義加速度的概念來求解各個質量塊的慣性力和慣性力矩，使得各個質量塊的動力學方程均具有統(tǒng)一的形式，比一般多體系統(tǒng)動力學推導方法簡便，快捷。
　　 推導出來的車輛動力學模型是一組狀態(tài)變量較多，且相互耦合的微分方程組，用普通的數(shù)值計算方法求解方程組不能滿足實時仿真的要求，本文參考歐拉法的思想，提出了一種迭代算法來求解微分方程。即將上一時間步長的位移量和速度量代入微分方程作為已知量，應用簡單的運算求解加速度量，然后根據(jù)加速度量和時間步