汽车动力学系统建模与虚拟仿真的研究

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1、摘要本论文对汽车动力学系统的建模和汽车模拟驾驶的虚拟动态仿真进行了系统的研究。本文首先简要介绍了面向对象的建模理论，根据面向对象的建模理论，对汽车动力学系统进行了系统分析，将其划分为发动机、传动系、转向系、制动系、车身五个对象，分别分析了它们各自的属性和操作，并给出了其动态模型、功能模型和对象模型。在此基础上，分别建立了这五部分的数学模型。然后，简要介绍了虚拟现实技术和工程级实时三维视景仿真软件Vega。说明了Vega的组成、工作原理、应用程序开发的主框架和基本步骤，并着重阐述了如何利用Visualc++6．0和Vega程序设计语言进行混合编程，实现汽车动态模拟驾驶的可视化视

2、景仿真的MFC应用程序的方法。最后利用Visualc++6．0编制了“汽车动力学仿真系统”软件，主要包括对象模型库、汽车动态模拟驾驶界面，以及发动机特性测试模块、汽车动力性测试评估摸块、汽车燃油经济性测试评估模块，并着重对上述三个方面进行数值仿真。该仿真系统可以根据不同的参数设置，合成不同的整车模型，并进行仿真和校验，实现汽车动态模拟驾驶的可视化视景仿真，用来模拟汽车运动情况。其中，系统的发动机特性模块主要对发动机的外特性和油耗进行仿真；汽车动力性测试评估模块主要对汽车理想和实际牵引特性以及各档最高车速、最大爬坡度、最大牵引力等特征参数进行仿真；汽车燃油经济性测试评估模块可以

3、得到汽车各档下等速百公里油耗值，同时提供了多工况燃油消耗量计算值和其详细的分析图表，具有一定研究应用价值。本文仿真系统全部使用面向对象建模，使得系统具有易于扩展细化，便于重用等优点，为后续研究工作打下了较好的基础。关键词：车辆动力学；面向对象；可视化仿真：建模；VegaResearchofModelingandVirtualSimulationonVehicleDynamicsSystemAbstractThethesishasasystemicresearchonModelingandVirtualSimulNionofVehicleDynamicsSystemInthis

4、thesis，firstlytheObject-OrientedModelingtheoryisbrieflyintroduced．Accordingtoit，weanalyzethevehicledynamicssystemanddisintegratethewholevehicleintofiveparts：Engine，Drivingsystem，Brakingsystem，SteeringsystemandVehiclebody．Andthenthedynamicmodel，fimctionmodelandoUjectmodelofthemaregiven．Based

5、ontheanalysisofattributesandoperationsofeachpart，theirmathematicalmodelsareconstructed．ThenVirtualRealityTechnologyandVegaarebrieflyintroduced．Weexplaintheconfiguration，workingprincipleandbasedprocessandframeofitsapplicationprogramandexpatimehowtouseMicrosoftVisualC+十6．0andVegaprogrammingla

6、nguagetorealizethevisualscenesimulationonvehicledynamicdrivingoilWindowsOperatingsystem．FinallythesoftwareofVehicleDynamicSimulationSystemisdeveloped．Itmainlyincludesfiveparts：objectmodelLIB，interfaceofvehicledynamicdriving，Enginecharacteristictesting，automobiledynamicalcharacteristictestin

7、gandevaluating，fueleconomiccharacteristictestingandevaluating．Thissimulationsystemcanbeusedtoverifymodelsandintegratetoawholevehicletosimulatevehicle’srunningconditionaccordingtodifferentsettings．Italsocanbeusedtotestandevaluateengineandautomobiledynamic