基于模拟驾驶试验台的车辆动力学实时仿真技术研究

发布时间：2017-08-01 10:12

  本文关键词：基于模拟驾驶试验台的车辆动力学实时仿真技术研究

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【摘要】：随着计算机技术的发展,车辆动力学实时仿真技术已经越来越多的应用于新车型开发、道路线形规划以及驾驶培训等领域中,因此该技术受到越来越多汽车生产企业和科研机构的重视,具有重要的研究意义。本文结合项目需要,对基于模拟驾驶试验台的驾驶人操作数据实时采集技术和车辆动力学动态仿真技术进行了相关研究,并基于Visual Studio 2010平台开发车辆动力学动态仿真系统。对驾驶人操作数据的实时采集及传输方式进行研究,并对采集到的数据进行进一步处理。通过对模拟驾驶试验台各传感器的标定确定其机械位移量与电量之间的函数对应关系。对基于串行通信技术的驾驶人操作数据实时采集技术进行研究,设计上位机的接口程序,实现上、下位机间的实时通信。对柴油机负荷特性、传动系扭矩传递特性、气压鼓式制动器制动力矩输出特性以及转向系输出特性进行研究并建立计算模型,设计程序实现的算法流程。对车辆动力学参数动态仿真技术进行研究。通过对悬架和车身的运动学以及力学特性进行研究,并建立一种适用于动态仿真领域的车辆动力学模型。设计动态仿真程序在车辆行驶过程中多种工况下的执行逻辑流程,并基于多线程技术在主程序中分别创建用于初始化程序的主线程以及用于串口通信、数据存储和仿真计算的各子线程,实现系统对驾驶人操作数据的实时读取和计算。对车辆动力学动态仿真系统进行开发、测试及校核。对系统的人机交互界面进行设计并设计系统的程序计算流程,根据仿真程序的主体架构以及各子模块的计算模型编写该系统的各项成员函数。最后利用所开发的车辆动力学动态仿真系统对某型商用车在不同行驶工况下的车辆动力学参数进行实时仿真,验证该系统在功能以及仿真计算的准确性方面实现了设计要求。
【关键词】：车辆动力学 实时仿真 建模 系统开发
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461.1;U467.13
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景与意义10
• 1.2 车辆动力学实时仿真技术概述10-12
• 1.2.1 基于实时仿真技术的汽车驾驶模拟器硬件构成10-11
• 1.2.2 车辆动力学实时仿真的计算模型11-12
• 1.3 国内外研究现状12-14
• 1.3.1 车辆动力学实时仿真技术的国内研究现状12-13
• 1.3.2 车辆动力学实时仿真技术的国外研究现状13-14
• 1.4 主要研究内容与技术路线14-16
• 1.4.1 主要研究内容14
• 1.4.2 技术路线14-16
• 第二章 操作数据实时采集及参数输出模型的建立16-32
• 2.1 串行通信技术及试验台硬件结构16-17
• 2.1.1 串行通信技术16
• 2.1.2 驾驶数据采集试验台的硬件构成16-17
• 2.2 转向信号的采集及转向系计算模型的建立17-20
• 2.2.1 方向盘角位移信号的测量17-19
• 2.2.2 前轮转向角的计算19-20
• 2.3 油门踏板信号的采集及柴油机扭矩输出计算模型的建立20-24
• 2.3.1 油门踏板线位移信号的测量20
• 2.3.2 发动机负荷特性的求解20-23
• 2.3.3 连续油门开度发动机负荷特性的求解23-24
• 2.4 离合器踏板信号的采集及传动系扭矩输出计算模型的建立24-26
• 2.4.1 离合器踏板线位移信号的测量24
• 2.4.2 离合器输出扭矩计算24-25
• 2.4.3 变速器及主减速器输出扭矩计算25-26
• 2.5 制动踏板信号采集及气压鼓式制动器计算模型的建立26-29
• 2.5.1 制动踏板线位移信号的测量26-27
• 2.5.2 踏板线位移与制动力矩对应关系的建立27-29
• 2.6 上位机串口通信程序开发29-31
• 2.7 本章小结31-32
• 第三章 车辆动力学动态仿真技术的研究32-51
• 3.1 车辆系统各子模型间关系的确定32
• 3.2 车辆动力学模型的建立32-44
• 3.2.1 坐标系设定32-33
• 3.2.2 悬架计算模型的建立33-38
• 3.2.3 轮胎模型的选择及其计算模型的建立38-41
• 3.2.4 坐标系转换计算模型41-42
• 3.2.5 车身动力学计算模型的建立42-44
• 3.3 动态仿真逻辑过程的研究44-47
• 3.3.1 车辆动态仿真的逻辑流程44
• 3.3.2 车辆起步工况的仿真逻辑设计44-45
• 3.3.3 车辆行驶工况的仿真逻辑设计45-46
• 3.3.4 车身姿态的仿真流程设计46-47
• 3.4 基于多线程的动态仿真技术研究47-50
• 3.4.1 多线程技术的引入47-49
• 3.4.2 驾驶人实时操作数据的存储及读取49-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 车辆动力学动态仿真系统的开发51-64
• 4.1 系统的开发平台及设计方法的确定51
• 4.1.1 系统开发平台51
• 4.1.2 仿真程序的设计方法51
• 4.2 系统交互界面的设计51-53
• 4.3 车辆动力学动态仿真系统的程序设计53-58
• 4.3.1 仿真程序主体架构及参数设置53-55
• 4.3.2 成员函数程序设计55-57
• 4.3.3 动力学仿真计算程序工作流程图57-58
• 4.4 系统仿真测试与分析58-63
• 4.4.1 测试样车基本参数58
• 4.4.2 复合工况下的车辆动力学动态仿真测试58-61
• 4.4.3 紧急制动工况下车辆动力学动态仿真测试61-63
• 4.5 本章小结63-64
• 总结与展望64-66
• 参考文献66-69
• 攻读学位期间取得的研究成果69-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱江苏;刚宪约;柴山;;基于等参变换的发动机负荷特性插值方法研究[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2014年02期

2 宋小奇;何伟铭;;高精密位移传感器标定技术的研究[J];仪表技术与传感器;2013年07期

3 杜峰;闫光辉;关志伟;;汽车动力学仿真中轮胎模型的建模[J];中国制造业信息化;2012年21期

4 倪俊;;FSAE赛车动力学仿真中轮胎模型应用[J];汽车工程学报;2012年05期

5 艾学忠;金炳涛;;驾驶模拟器操控信号采集与控制器的设计[J];计算机测量与控制;2011年12期

6 代峰燕;刘兴华;刘松;杜晓帆;;多线程技术在测控系统中的实现[J];北京石油化工学院学报;2011年01期

7 刘东波;缪小冬;王长君;李舜酩;高岩;;汽车驾驶模拟器及其关键技术研究现状[J];公路与汽运;2010年05期

8 崔红志;索岩;;基于API的Win32串口通信编程技术[J];科技信息;2010年07期

9 李松焱;闵永军;王良模;安丽华;;轮胎动力学模型的建立与仿真分析[J];南京工程学院学报(自然科学版);2009年03期

10 葛磊蛟;毛一之;李歧;高婧嫱;;基于C语言的RS232串行接口通信实现[J];河北工业大学学报;2008年06期

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本文编号：603714