基于VC++的汽车两轮模型制动过程仿真研究
()
(专业 )
摘要:在汽车动力学的研究中,对研究对象进行数学建模是一种非常普遍的方法,在此基础上发展起来的动态仿真技术则是进行汽车性能研究的一种行之有效的手段。文中通过对线性二自由度汽车模型的运动微分方程进行分析,建立了汽车制动过程的动态数学模型,包括制动角速度、速度、减速度和距离。最后运用VC++通过编制仿真程序来实现模拟。
关键词: 制动过程 两轮模型 仿真 VC++
引言
制动是汽车最重要的功能之一。长期以来, 人们一直对汽车的制动性能和制动稳定性能进行不断的研究, 从理论上对汽车的制动过程有了一定的了解, 制定了汽车制动的各种试验方法和评价标准。但是, 由于汽车的制动过程在实际中很复杂, 影响因素多, 所以从理论上来分析汽车的制动过程, 往往忽略很多因素, 只能作定性的了解, 不能真实地反映出汽车的制动情况。另一方面, 试验研究更多的是采用统计的方法, 各种因素的变化更难考虑。
近年来, 随着电子计算机仿真技术的迅速发展, 为汽车制动过程的研究提供了一个极其有效的方法和手段。通过对汽车制动过程的各种参数的变化进行动态仿真, 分析汽车的制动效果, 为实际生产提供思路和方法, 有利于汽车制动性的提高。
1 线性二自由度汽车的数学模型
1.1线性二自由度汽车模型
为了便于建立运动方程,做以下简化:
(1)忽略转向系统的影响,直接以前轮转角作为输入;
(2)忽略悬架的作用;车身只作平行于地面的平面运动,沿z 轴的位移、绕 y轴的俯仰角和绕 x 轴的侧倾角均为零,且;
(3)汽车前进速度u视为不变;
(4)侧向加速度限定在0.4g一下,确保轮胎侧偏特性处于线性范围;
(5)驱动力不大,不考虑地面切向力对轮胎侧偏特性的影响,没有空气动力的作用。
在上述假设下,汽车被简化为只有侧向和横摆两个自由度的两轮摩托车模型。
分析时,令车辆坐标系原点与汽车质心重合。
首先确定汽车质心的(绝对)加速度在车辆坐标系中的分量。
与为车辆坐标系的纵轴和横轴。质心速度于时刻在轴上的分量为,在轴上的分量为。由于汽车转向行驶时伴有平移和转动,在时刻,车辆坐标系中质心速度的大小与方向均发生变化,而车辆坐标系中的纵轴和横轴亦发生变化,所以沿 轴速度分量变化为:
考虑到很小并忽略二阶微量,上式变成:
除以并取极限,便是汽车质心绝对加速度在车辆坐标系上的分量
同理得:
1.2 线性二自由度汽车模型的运动微分方程
二自由度汽车受到的外力沿轴方向的合力与绕质心的力矩和为
式中,,为地面对前后轮的侧向反作用力,即侧偏力;为前轮转角。
考虑到很小,上式可以写成:
汽车前后轮侧偏角与其运动参数有关。如上图所示,汽车前后轴中点的速度为,;前后轮侧偏角为,;质心侧偏角为,;为与轴的夹角,其值为:
根据坐标系的关系,前后轮侧偏角为
所以,二自由度汽车的运动微分方程为
上式可
上一篇:
基于VC++的数字图像处理软件设计图像处理论文
下一篇:
超市进销存管理系统的开发