Apollo控制算法中使用的车辆动力学模型的推导过程.doc
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1、Apollo控制算法中使用的车辆动力学模型的推导过程动力学主要研究作用于物体的力与物体运动的关系。车辆动力学模型一般用于分析车辆的平顺性和车辆操纵的稳定性。对于车来说,研究车辆动力学,主要是研究车辆轮胎及其相关部件的受力情况。比如纵向速度控制,通过控制轮胎转速实现;横向航向控制,通过控制轮胎转角实现。正常情况下,车辆上的作用力沿着三个不同的轴分布:纵轴上的力包括驱动力和制动力,以及滚动阻力和拖拽阻力作滚摆运动;横轴上的力包括转向力、离心力和侧风力,汽车绕横轴作俯仰运动;立轴上的力包括车辆上下振荡施加的力,汽车绕立轴作偏摆或转向运动。无论是LQR或是MPC控制,都需要有车辆的模型作为基础。本文由
2、社区开发者卜大鹏撰写,整理出Apollo控制算法中使用的车辆动力学模型的推导过程。车辆动力学模型以下,ENJOY首先,根据牛顿第二定律结合车辆前后轮受力,有:根据力矩平衡结合车辆前后轮受力和受力点到车辆重心距离,有:上述两式中,汽车质量m、转动惯量Iz、前轴到重心距离lf和后轴到重心距离lr都是可测量的。为了求解两等式,需要分别求得车辆横向加速度ay和前轮横向受力Fyf和后轮横向受力Fyr。横向加速度可以分解为由横向位移产生的加速度和向心加速度。y为横向位移,psi为航向角,Vx为纵向速度。这样横向加速度就分解为位移和航向角的表达式。前轮横向受力可以近似为公式4,其中Caf为前轮侧偏刚度,de
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