轮边电驱动铰接路灯维修车整车动力学建模   路灯维修车出租, 广州路灯维修车租赁, 广州路灯维修车价格     整车动力学模型是开展轮边电驱动铰接路灯维修车驱动控制策略研究和计算机仿真实验的基础和前提，但是由于铰接盘的接入将整车的车身分成了前后相对独立的两个刚体，使铰接路灯维修车的建模具有不同于一般单车身车辆的特点，因此建立能够反映研究问题本质特点的铰接路灯维修车动力学模型至关重要。然而，在转向行驶工况，铰接盘的力学特性和中、后轴驱动力矩对整车的作用耦合在一起，并且铰接盘所传递的理想约束力随着前后车体折转角的变化而不断变化，直接影响对车辆的横摆力矩控制策略的研究。

 

    根据多轴轮边电驱动铰接路灯维修车公交行驶特征及其结构特点，首先合理简化整车模型及选取整车自由度，然后利用 Schiehlen 多刚体动力学建模方法和若丹虚功率原理建立整车动力学模型，并搭建十一自由度整车动力学仿真平台。仿真建模环境的选取三轴轮边电驱动铰接路灯维修车为本文研究的目标车型，其结构具有一定的特殊性，目前汽车动力学仿真工程商业软件中没有与之完全匹配的车辆模型，需要根据汽车动力学理论建模方法对所研究车辆的各个子系统的数学模型进行分析，然后手工搭建轮边电驱动铰接路灯维修车仿真平台。

 

      本文所研究的轮边电驱动铰接路灯维修车为大容量城市公共交通车辆，行驶环境为大中城市的良好路面，且起停频繁，行驶车速较低。根据本文的研究目的和研究范围，对车辆模型进行如下简化：

 

     ⑴忽略铰接盘装置的质量属性，将铰接路灯维修车整车简化成由铰接点前部车体和后部车体两个刚体组成的二体系统，刚体间通过铰接盘连接；

 

 

     ⑵根据轮边电驱动铰接路灯维修车在大中城市良好路面行驶及平均车速较低的特点，忽略其所受到的空气阻力，并且不考虑路面坡度，路面为平坦二维路面；

 

     ⑶根据本文研究问题对整车模型的建模精度要求，降低所建轮胎模型的复杂性，本文忽略了轮胎外倾角及回正力矩对车轮动力学特性的影响，不考虑车轮的垂直运动；

 

    ⑷因为本文所要研究对象—三轴轮边电驱动铰接路灯维修车的公交行驶特点以及本文研究的控制策略需要，忽略前后车体车身的侧倾、俯仰以及垂直方向的运动，即假设整车只作平面运动；

 

  

    ⑸假设整车关于纵向中心轴左右对称，且每个车轮的参数均相同；

 

 

    ⑹因轮边电驱动铰接路灯维修车在行驶过程中一般为小角度转向，对应同一方向盘转角左右两个前轮转向角差距很小，故假设对应方向盘转角的两个前轮转向角相同。

 

    经过上述简化，车辆模型共包括十一个自由度，分别为前部车体的纵向、侧向与横摆运动及铰接盘转角四个自由度，车轮的六个旋转自由度和前轮转向自由度。

   

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    当描述车辆的运动或受力状态时，必须首先定义参考坐标系。巧妙定义合适的坐标系能够简化对车辆运动状态的描述，因此选择合适的坐标系对车辆的建模至关重要。在建模过程中主要采用了以下四种不同的参考坐标系。

 

    1.  地面固定坐标系 OXYZ 地面固定坐标系也称为惯性坐标系，固结于地面上，不跟随车辆运动。地面固定坐标系主要用来描述车辆的运动状态，如车辆的位置、速度及加速度等。原点 O：固结于地面某一参考点   X . 轴：通常与车辆初始纵向前进行驶方向重合；Z 轴：竖直向上；Y 轴：与 X 轴和 Z 轴正交，方向符合右手系。

 

    2.  主车辆坐标系 主车辆坐标系固结于前部车体车身上，随前部车体车身的运动而运动，用来描述

前部车体车身或前部车辆的运动状态。原点 Of：固结于前部车辆质心位置；x1 轴：前部车辆纵向坐标轴，向前为正；y1 轴：前部车辆横向坐标轴，指向左；z1 轴：前部车辆垂直坐标轴，向上为正。

 

   3. 后部车辆坐标系 后部车辆坐标系固结于后部车体车身上，随后部车体车身的运动而运动，用来描述后部车体车身或后部车辆的运动。原点Or：固结于后部车辆质心位置；轴 x2：后部车辆纵向坐标轴，向前为正；轴y2：后部车辆横向坐标轴，指向左；轴z2：后部车辆垂直坐标轴，向上为正。

 

   4.  车轮坐标系 车轮坐标系是主后车辆坐标系与惯性坐标系的桥梁。原点 Ow：固结于每个车轮的中心；轴xw：纵向前进方向；轴 w与Z 轴方向重合；轴yw与xw和zw正交，方向符合右手系。

 

   5.  轮胎坐标系 轮胎坐标系主要用于求解算轮胎力。原点OT：与轮胎接地中心印迹中心 CP 重合；轴xT：车轮平面与地平面的交线方向，向前为正；轴zT：垂直路面竖直向上，并通过 CP；轴yT：车轮旋转轴线在地面上的投影，方向符合右手系。

 

 

   对各个坐标系进行相互转换在处理多个刚体的方位时是普遍存在的需求。正交坐标系可用它的坐标原点和沿三个坐标轴的基矢量 e（i  =1,2,3）构成的矢量基来表示，记为（O, e）。通常也表示为以基矢量为元素的３×１基矢量列阵. 当需要处理一个以上的坐标系即矢量基时，一般是通过矢量基符号右上方的上标来加以区别。不同刚体方位之间的相对位置关系一般由各个刚体的连体基之间的方向余弦矩阵来确定，当同一刚体绕某点（如质心）进行多次转动时，可以将每次转动后的连体基视为一系列的中间坐标系，刚体每次转动前后的位置关系也可由中间坐标系之间的方向余弦矩阵来确定。位移、速度等矢量在基 的坐标中构成的列阵称为矢量在基 e 中的坐标列阵。矢量 a 在两个不同基 e(i)和 e(j)中坐标列阵分别为 a(i)和 a(j)，则有Aji为两个矢量基 e(i)和 e(j)之间的方向余弦阵。

 

 

     对汽车姿态的描述一种通用的方法是建立车辆坐标系 Oxyz 与车体固结，原点 O取在车身质心处，初始状态和地面固定坐标系 OXYZ 相重合。车身的实时姿态可通过三个顺序转动获得：先绕 z 轴（e3E）转 Φ（横摆角）达到额 eV2，再绕 y 轴（e2V2）转 Ψ俯仰角）达到 eV1，最后绕 x 轴（e1V1）转 Θ（侧倾角）达到 eV位置；这三个角总称为车辆姿态角。这种广义欧拉角方案可记为“体轴３，３-２-１”。则由车辆坐标系向地面固定坐标系的方向余弦变换矩阵为：车辆姿态角可由此方程求解。

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