本文關鍵詞：基于模擬駕駛試驗臺的車輛動力學實時仿真技術研究

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【摘要】：隨著計算機技術的發(fā)展,車輛動力學實時仿真技術已經(jīng)越來越多的應用于新車型開發(fā)、道路線形規(guī)劃以及駕駛培訓等領域中,因此該技術受到越來越多汽車生產(chǎn)企業(yè)和科研機構的重視,具有重要的研究意義。本文結合項目需要,對基于模擬駕駛試驗臺的駕駛人操作數(shù)據(jù)實時采集技術和車輛動力學動態(tài)仿真技術進行了相關研究,并基于Visual Studio 2010平臺開發(fā)車輛動力學動態(tài)仿真系統(tǒng)。對駕駛人操作數(shù)據(jù)的實時采集及傳輸方式進行研究,并對采集到的數(shù)據(jù)進行進一步處理。通過對模擬駕駛試驗臺各傳感器的標定確定其機械位移量與電量之間的函數(shù)對應關系。對基于串行通信技術的駕駛人操作數(shù)據(jù)實時采集技術進行研究,設計上位機的接口程序,實現(xiàn)上、下位機間的實時通信。對柴油機負荷特性、傳動系扭矩傳遞特性、氣壓鼓式制動器制動力矩輸出特性以及轉向系輸出特性進行研究并建立計算模型,設計程序實現(xiàn)的算法流程。對車輛動力學參數(shù)動態(tài)仿真技術進行研究。通過對懸架和車身的運動學以及力學特性進行研究,并建立一種適用于動態(tài)仿真領域的車輛動力學模型。設計動態(tài)仿真程序在車輛行駛過程中多種工況下的執(zhí)行邏輯流程,并基于多線程技術在主程序中分別創(chuàng)建用于初始化程序的主線程以及用于串口通信、數(shù)據(jù)存儲和仿真計算的各子線程,實現(xiàn)系統(tǒng)對駕駛人操作數(shù)據(jù)的實時讀取和計算。對車輛動力學動態(tài)仿真系統(tǒng)進行開發(fā)、測試及校核。對系統(tǒng)的人機交互界面進行設計并設計系統(tǒng)的程序計算流程,根據(jù)仿真程序的主體架構以及各子模塊的計算模型編寫該系統(tǒng)的各項成員函數(shù)。最后利用所開發(fā)的車輛動力學動態(tài)仿真系統(tǒng)對某型商用車在不同行駛工況下的車輛動力學參數(shù)進行實時仿真,驗證該系統(tǒng)在功能以及仿真計算的準確性方面實現(xiàn)了設計要求。
【關鍵詞】：車輛動力學 實時仿真 建模 系統(tǒng)開發(fā)
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U461.1;U467.13
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10
• 1.2 車輛動力學實時仿真技術概述10-12
• 1.2.1 基于實時仿真技術的汽車駕駛模擬器硬件構成10-11
• 1.2.2 車輛動力學實時仿真的計算模型11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 車輛動力學實時仿真技術的國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 車輛動力學實時仿真技術的國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容與技術路線14-16
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容14
• 1.4.2 技術路線14-16
• 第二章 操作數(shù)據(jù)實時采集及參數(shù)輸出模型的建立16-32
• 2.1 串行通信技術及試驗臺硬件結構16-17
• 2.1.1 串行通信技術16
• 2.1.2 駕駛數(shù)據(jù)采集試驗臺的硬件構成16-17
• 2.2 轉向信號的采集及轉向系計算模型的建立17-20
• 2.2.1 方向盤角位移信號的測量17-19
• 2.2.2 前輪轉向角的計算19-20
• 2.3 油門踏板信號的采集及柴油機扭矩輸出計算模型的建立20-24
• 2.3.1 油門踏板線位移信號的測量20
• 2.3.2 發(fā)動機負荷特性的求解20-23
• 2.3.3 連續(xù)油門開度發(fā)動機負荷特性的求解23-24
• 2.4 離合器踏板信號的采集及傳動系扭矩輸出計算模型的建立24-26
• 2.4.1 離合器踏板線位移信號的測量24
• 2.4.2 離合器輸出扭矩計算24-25
• 2.4.3 變速器及主減速器輸出扭矩計算25-26
• 2.5 制動踏板信號采集及氣壓鼓式制動器計算模型的建立26-29
• 2.5.1 制動踏板線位移信號的測量26-27
• 2.5.2 踏板線位移與制動力矩對應關系的建立27-29
• 2.6 上位機串口通信程序開發(fā)29-31
• 2.7 本章小結31-32
• 第三章 車輛動力學動態(tài)仿真技術的研究32-51
• 3.1 車輛系統(tǒng)各子模型間關系的確定32
• 3.2 車輛動力學模型的建立32-44
• 3.2.1 坐標系設定32-33
• 3.2.2 懸架計算模型的建立33-38
• 3.2.3 輪胎模型的選擇及其計算模型的建立38-41
• 3.2.4 坐標系轉換計算模型41-42
• 3.2.5 車身動力學計算模型的建立42-44
• 3.3 動態(tài)仿真邏輯過程的研究44-47
• 3.3.1 車輛動態(tài)仿真的邏輯流程44
• 3.3.2 車輛起步工況的仿真邏輯設計44-45
• 3.3.3 車輛行駛工況的仿真邏輯設計45-46
• 3.3.4 車身姿態(tài)的仿真流程設計46-47
• 3.4 基于多線程的動態(tài)仿真技術研究47-50
• 3.4.1 多線程技術的引入47-49
• 3.4.2 駕駛人實時操作數(shù)據(jù)的存儲及讀取49-50
• 3.5 本章小結50-51
• 第四章 車輛動力學動態(tài)仿真系統(tǒng)的開發(fā)51-64
• 4.1 系統(tǒng)的開發(fā)平臺及設計方法的確定51
• 4.1.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺51
• 4.1.2 仿真程序的設計方法51
• 4.2 系統(tǒng)交互界面的設計51-53
• 4.3 車輛動力學動態(tài)仿真系統(tǒng)的程序設計53-58
• 4.3.1 仿真程序主體架構及參數(shù)設置53-55
• 4.3.2 成員函數(shù)程序設計55-57
• 4.3.3 動力學仿真計算程序工作流程圖57-58
• 4.4 系統(tǒng)仿真測試與分析58-63
• 4.4.1 測試樣車基本參數(shù)58
• 4.4.2 復合工況下的車輛動力學動態(tài)仿真測試58-61
• 4.4.3 緊急制動工況下車輛動力學動態(tài)仿真測試61-63
• 4.5 本章小結63-64
• 總結與展望64-66
• 參考文獻66-69
• 攻讀學位期間取得的研究成果69-70
• 致謝70

【參考文獻】

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本文編號：603714