汽车驾驶模拟器二自由度运动系统.pdf

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1、第20卷第8期电子设计工程2012年4月V01．20No．8ElectronicDesignEngineeringApr．2012汽车驾驶模拟器二自由度运动系统王睿，邵小娟，李章，陈宏川(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：为汽车驾驶模拟器设计了一种二自由度运动系统。该系统采用电动驱动方式，提供仰俯、侧倾两个自由度运动。介绍了该系统软、硬件结构和相关控制算法。其中硬件系统由运动平台和电控系统构成，执行机构采用伺服电机及电动缸。软件系统将汽车运行参数解算成电动缸的控制参数，控制电动缸完成运动控制。平台可以实现汽车运行过程中的大部分体感模拟。关键词：驾驶模拟器；二自由度；运动

2、平台；解算模型中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1674—6236(2012)08—0028—03TwodegreesoffreedommotionsystemofvehicledrivingsimulatorWANGRui，SHAOXiao-juan，LIZhang，CHENHong-chuan(SchoolofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：DesignatwodegresoffreedommotionsystemforVehicledrivin

3、gsimulator．Thesystemusestheelectricdrivemode，haspitchandrollmovement．Thepaperdescribesthesystemsoftware，thehardwarearchitectureandthecontrolalgorithm．Thehardwaresystemconsistsofthemotionplatformandelectriccontrolsystem，theexecutingagencyistheservomotorsandelectriccylinder．Softwaresystemmakevehicle

4、operatingparameterintoelectriccylindercontrolparameter，controltheelectriccylindercompletingthemovement．Theplatformcanachievemostofthesomatosensorysimulationoftherealcarrunning．Keywords：drivingsimulator；twodegreesoffreedom；motionplatform；calculationmodel仿真是训练和研究具有个体操作性人机系统常用的一动等，按照自由度分有：单自由度、二自由度、三

5、自由度、六自种手段。它具有安全、经济、可重复性等优点。汽车驾驶模拟由度和八自由度等。单自由度运动系统结构简单，但只能模器是为了使学习汽车驾驶的人掌握安全、正确的汽车基本操拟一种姿态运动，一般用于简易或娱乐用的模拟器；三自由作，以及研究人一车一交通环境闭环系统整体性能的一种非度以上的运动系统能模拟实车状态下的各种运动姿态．但是常有效的装置。它是利用现代技术复现实车状态下的力感、结构复杂、体积较大、价格昂贵。二自由度运动系统既能较好体感、声响和道路视景，以仿真取代实车驾驶训练【l1。地模拟汽车驾驶过程中的运动感受，其体积小、结构简单、价格经济。文中设计了一种用于汽车驾驶模拟器的二自由度运1汽车

6、驾驶模拟器组成动系统，该运动系统采用电动驱动方式，可提供俯仰、侧倾两汽车驾驶模拟器中包括了视景、声音、运动等仿真子系个自由度的运动。系统由机械结构、运动缸、控制器等硬件及统，其中运动仿真子系统为驾驶者提供模拟驾驶时的运动感运动仿真及控制软件构成。受。汽车驾驶模拟器系统结构如图1所示，其中虚线部分是2系统结构运动仿真系统模块。在汽车驾驶模拟器中，运动系统根据汽车动力学模块的仿真结果计算出运动控制参数，并控制电动缸驱动运动平台完成相应的运动过程，令驾驶员获得汽车运行过程中的体感效果。文中设计的二自由度运动系统，由相应的软、硬件构成，其中硬件部分包括：运动平台及机械结构、电动缸和电控图1汽车驾驶

7、模拟器系统结构图系统；软件部分包括：运动姿态解算模块、运动控制模块等。Fig．1Systemstructurediagramofvehicledrivingsimulator下面分别加以介绍。运动仿真子系统的类型按驱动方式分有：电动、液压、气2．1硬件组成运动平台由下平台、上平台和两个电动缸组成。其中下收稿日期：2012—02—29稿件编号：201202176作者简介：王睿(1983一)，男，安徽宣城人，硕士。研究方向：