J9九游会首页入口自行车模型运用与汽车运动学分析理论研究【摘要】本文运用自行车模型（BicycIe modeI），建立exceI表格控制数值输入模拟出车辆运动学的状态量反馈，从而分析出车身重量、轴距以及轮胎对车身运动学的影响。自行车模型简化了车身的复杂运动状态，有助于更加清晰简单化的理解车身的运动。通过建立exceI表格，改变模拟车身参数从而得出状态量输出，通过exceI数据分析以及曲线图对比得出结论，并通过控制变量述了哪一变量对车身的影响最大。一、自行车模型（Bicycle model）自行车模型（Bicycle model）是一种简化的汽车运动学模型,忽略了车辆竖直方向上的运动，将其简化称为二维平面的运动物体，也可简单理解为俯...

　　理论研究【摘要】本文运用自行车模型（BicycIe modeI），建立exceI表格控制数值输入模拟出车辆运动学的状态量反馈，从而分析出车身重量、轴距以及轮胎对车身运动学的影响。自行车模型简化了车身的复杂运动状态，有助于更加清晰简单化的理解车身的运动。通过建立exceI表格，改变模拟车身参数从而得出状态量输出，通过exceI数据分析以及曲线图对比得出结论J9九游会真人游戏第一品牌，并通过控制变量述了哪一变量对车身的影响最大。一、自行车模型（Bicycle model）自行车模型（Bicycle model）是一种简化的汽车运动学模型,忽略了车辆竖直方向上的运动，将其简化称为二维平面的运动物体，也可简单理解为俯视图。自行车模型蕴含一个假设，即车前轮的方向即是车辆向前的的速度方向。同时也假设车辆双前轮拥有一致的角度和转速，同样的后轮也是如此，所以我们可将前后轮胎合并成一个轮胎描述，至此就形成了前后单轮的自行车模型（Bicyclemodel）。在实际的车辆运动过程中，当车速相对较高时，车轮的方向并不一定是车辆当前的速度方向，为了讨论这个问题，动力学自行车模型被引入。图 1 2DOF Bicycle model (Rong,W 2015)二、Excel 模型1、参数输入Excel模型被分为数值输入和输出两个部分。基础输入值包括了车身重量、轮胎属性、车身速度以及前车轮过弯角度等。轮胎偏航刚度（Cornering stiffness）参数通过轮胎宽度计算得出。偏航惯性（yaw inertia）以及偏航力矩（yaw moment）通过车身重量以及配重比计算得出。（完整计算过程展现在附录）公式：Cornering Stiffness:Yaw Inertia:图 2 Excel 表格输入2、状态量输入：Excel表格通过欧拉公式（Euler formula）计算，列出了车身偏航率（yaw rate），体滑移角（body slip angle）以及向心加速度(centripetalacceleration)等车身在过弯过程中的结果。（完整计算过程在附录）Lateral force .Slip angleCentripetal Acceleration:Heading and X,Y position:3、模型限制：通过实验以及论文回顾，自行车模型具有一个横向加速度（lateral acceleration）的最大极限值。,极限范围大约在（0.3G-0.4G）之间，超出了这个范围自行车模型将有失精准并不再适用。三、车辆模型的选择：车辆类型：Lamborghini Centenario roadster车身重量（mass）：1570 千克（kg）轴距（wheelbase）：2700 mm车身配重比（weight distribution）：43%-57%车轮尺寸（tyre size）：前轮（front）：255/30 ZR20，后轮（rear）：355/25 ZR21四、结果论述1、原始数据图 5 原始数据多种状态量Detla是前车轮的转动角度（steering angle input），是偏航率（yaw rate）， dot 是车身体滑移角的变化率（rate of the change ofbody slip angle）。Ay是横向加速度。通过图像可以看出，车身在过弯的时候会突然产生一个峰值，峰值的出现时间是因为excel模型中所设置的延时。而峰值的出现是因为车身在行进过程中突然出现了过弯角度，从而使的横向加速度（Ay）突然增大。0.5 秒之后车身的各项数值都趋于稳定。基于此的基本响应，将过弯角度设定为2.1 degree，同时车辆速度设定为 18 米每秒。以此为固定数值来保证模型的横向加速度保持在0.3G 周围来保证模型的准确性。2、偏划角Slip angle图 6 偏划角（slip angle）自行车模型运用与汽车运动学分析张华峰（河南省人民政府办公厅）255万方数据