4.5 自行车模型的横向动力学（第四章车辆的动态建模）

2024-06-27 19:06:46

4.5 自行车模型的横向动力学

（Lateral Dynamics of Bicycle Model）

在前面的视频中,我们覆盖了汽车纵向动力学。在本课中，我们将涵盖基于自行车建模方法的四轮汽车的动态建模。

学习目标：
1. 以自行车运动学模型为起点，建立汽车的动力学模型
2. 将汽车的动力学模型表示为适合横向控制设计的标准状态空间形式。
3. build a dynamic model of a car using the kinematic bicycle model as a starting point, and represent it in a standard state-space form suitable for lateral control design.

我们想通过放松运动学模型的无滑移条件和力，将运动学模型扩展到动力学模型。在全动态自行车模型中，我们保持了运动的两个分量:
第一个是：在纵向方向上的航向，
第二个是：在横向方向上的垂直于航向。

具体来说，对于横向车辆模型，我们感兴趣的是基于运动时对车辆产生影响的力矩来建立车辆的旋转速度（速率）模型。

为了开始对自行车模型进行横向动力学建模，需要做以下假设:

首先，假设正向纵向速度为常数。这样做是为了解耦我们的横向和纵向动态模型，这大大简化了我们的建模任务，但在加速或减速出曲线时，会导致建模不准确。
其次，与运动学自行车模型一样，前后车轴的左右两个轮子都被集中在一个轮子上。因此，这个假设将四轮自行车的模型转换为两轮自行车模型。
最后，其他非线性影响，如悬架运动，道路倾斜ÿ

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