八自由度车辆动力学Simulink仿真模型
模型包括.slx文件.m车辆参数文件和word说明文档
Matlab版本2018a，可生成低版本
八自由度包括纵向，横向，横摆，侧倾及四个车轮旋转运动，另外还包括pac魔术轮胎模型，可以负责跑通模型，可以在车辆参数匹配后与Carsim进行联仿验证模型精度，模型精度较好。
原创文章，转载请说明出处，资料来源：http://imgcs.cn/5c/684401417941.html
2.1.1 八自由度整车动力学数学模型推导
为了保证整车动力学模型的精度，同时兼顾模型计算量的大小，本节在对整车动力学数学模型进行推导时做出如下假设：
（1）忽略空气阻力对车辆动力学的影响；
（2）忽略车辆的垂向运动及俯仰运动；
（3）假设车辆悬架系统仅对车辆的侧倾动力学特性有所影响；
（4）忽略轮胎回正力矩对轮胎特性的影响；
（5）忽略轮胎纵向力与侧向力的耦合关系；
（6）假设车辆具有阿克曼转向特性，即转向时所有车轮都沿同一点作圆周运动。
基于以上假设，本节将对商用车八自由度整车动力学数学模型进行推导。八个自由度分别为车辆的纵向、横向、横摆、侧倾及四个车轮的旋转运动。整车动力学模型的输入为车辆方向盘转角、纵向车速、制动/驱动力矩；输出为表征车辆动力学特性的各个状态量，如横摆角速度、质心侧偏角、车身侧倾角等等。车辆纵向、横向及横摆运动示意图如图2.1所示。
图2.1 车辆纵向、横向及横摆运动示意图
车辆具有阿克曼转向特性，即所有车轮的瞬时转向中心均为点，由几何关系可知：
（2.1）
公式（2.1）变形可得：
（2.2）
求解公式（2.2）可得车辆左、右前轮转角如下：
（2.3）
式中，、——车辆左、右前轮转角；
——车辆前轴中心瞬时转角；
、——车辆方向盘转角及转向系传动比；
、——车辆质心到前、后轴距离；
、——车辆前、后轴轮距。
车辆纵向、横向运动学微分方程为：
（2.4）
式中，、——车辆纵向、横向加速度；
、——车辆纵向、横向速度；
——车辆横摆角速度。
车辆纵向、横向动力学微分方程为：
（2.5）
式中，——整车质量；
、、、——车辆左前、右前、左后、右后轮胎纵向力；
、、、——车辆左前、右前、左后、右后轮胎侧向力。
车辆绕轴的横摆运动微分方程为：
（2.6）
式中，——车辆绕轴的转动惯量。
车辆侧倾运动示意图如图2.2所示。
图2.2 车辆侧倾运动示意图
车辆绕轴的侧倾运动微分方程[62]为：
（2.7）
式中，——车辆绕轴的转动惯量；
——车辆对平面的惯性积；
——车身侧倾角；
、——车身侧倾角阻尼和车身侧倾角刚度；
——车辆质心到车身侧倾中心距离；
——重力加速度。
车辆四个轮胎受力示意图如图2.3所示。
图2.3 车辆轮胎受力示意图
车辆四个车轮旋转运动微分方程为：
（2.8）
式中，——四个车轮绕旋转中心的转动惯量；
、、、、——四个车轮的角速度；
——四个车轮的滚动半径；
、、、——四个车轮的制动力矩；
、——后桥驱动轮的驱动力矩。
车辆四个轮胎垂向载荷计算公式为：
（2.9）
式中，、、、——四个轮胎垂向载荷；
——车辆轴距；
——车辆质心距地面高度。
车辆四个轮胎侧偏角计算公式为：
（2.10）
式中，、、、——四个轮胎侧偏角。
车辆四个车轮旋转中心纵向速度计算公式为：
（2.11）
式中，、、、——四个车轮旋转中心纵向速度。
车辆制动时，滑移率表示车轮滑动部分所占的比例，其计算公式为：
（2.12）
式中，、、、——四个车轮制动时的纵向滑移率。
原创文章，转载请说明出处，资料来源：http://imgcs.cn/5c/684401417941.html
