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十七自由度车辆动力学仿真模型的研究
| 论文题名： | 十七自由度车辆动力学仿真模型的研究 |
| 关键词： | 多体动力学;车辆动力学;十七自由度车辆模型;实时仿真 |
| 摘要： | 车辆动力学的研究随着汽车产业的发展而快速发展，适用于各种工况的车辆动力学模型被开发出来，例如车辆平顺性七自由度整车模型，用于研究在路面输入下车身的垂向振动加速度，评价车辆的行驶平顺性；车辆三自由度操稳模型，用于研究在方向盘角输入下车辆运动轨迹，横摆角速度等，评价车辆的操纵稳定性。然而车辆实际行驶工况中往往同时有方向盘角输入和路面的不平度输入，某一单独工况下的车辆模型已经不能满足仿真要求。因此开发一种适用于复杂行驶工况的整车模型显得非常必要。 本文首先叙述了车辆动力学的发展历史，简单介绍了一些车辆基础模型的推导，然后推导了十七自由度整车动力学实时仿真模型。由于车辆运动是一种空间运动，同时有平动和转动，通常在非惯性参考系中建立动力学模型。此时质量块不仅受到轮胎力、空气阻力和自身重力等外力，还要考虑惯性力的作用，如科里奥利力和离心力。由于自由度数较多，若用普遍的多体系统动力学方法来推导将会非常复杂。 本文采用达朗贝尔惯性力原理推导动力学方程，引入了广义加速度的概念来求解各个质量块的惯性力和惯性力矩，使得各个质量块的动力学方程均具有统一的形式，比一般多体系统动力学推导方法简便，快捷。 推导出来的车辆动力学模型是一组状态变量较多，且相互耦合的微分方程组，用普通的数值计算方法求解方程组不能满足实时仿真的要求，本文参考欧拉法的思想，提出了一种迭代算法来求解微分方程。即将上一时间步长的位移量和速度量代入微分方程作为已知量，应用简单的运算求解加速度量，然后根据加速度量和时间步长求解下一步长的速度量和位移量，如此迭代计算整个计算时间内的车辆运动状态。 |
| 作者： | 陈鹏飞 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 张云清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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