汽車操縱穩(wěn)定性視景仿真建模及驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的汽車的操縱穩(wěn)定性仿真一般是數(shù)值仿真，仿真結(jié)果以數(shù)據(jù)、曲線的形式表示，對(duì)于汽車這樣的復(fù)雜非線性閉環(huán)系統(tǒng)，難以用數(shù)值仿真的結(jié)果完整表示其信息。因此，本文研究了基于視景仿真的汽車操縱穩(wěn)定性仿真技術(shù)，它以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心生成逼真的視、聽、觸覺一體化的虛擬環(huán)境，用戶以自然的方式與虛擬環(huán)境中的汽車進(jìn)行交互作用、相互影響，從而獲得對(duì)汽車性能的近似真實(shí)的感受和體驗(yàn)。 本論文圍繞虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和汽車運(yùn)動(dòng)力學(xué)，在汽車操縱穩(wěn)

2、定性視景仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、仿真虛擬環(huán)境和汽車三維仿真模型的建立、視景的渲染驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)、用戶與虛擬場景的交互控制、仿真結(jié)果的輸入輸出以及汽車運(yùn)動(dòng)力學(xué)模型實(shí)時(shí)數(shù)值求解等方面進(jìn)行了探索性的研究工作，主要研究內(nèi)容如下：1.分析了當(dāng)前操縱穩(wěn)定性仿真研究的現(xiàn)狀、方法，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合視景仿真的實(shí)際需求，探討了基于虛擬現(xiàn)實(shí)的操縱穩(wěn)定性視景仿真的目的、意義和研究方法。 2.結(jié)合實(shí)時(shí)三維建模工具M(jìn)ultiGenCreator，研究利用其建立車輛三

3、維模型和試驗(yàn)場景的過程和關(guān)鍵點(diǎn)，并據(jù)此建立了試驗(yàn)場模型和三個(gè)典型車型的車輛三維模型。并探討了細(xì)節(jié)層次、紋理映射、自由度、實(shí)例、外部引用、公告板等建模關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)車輛三維模型建模的需要，建立了包含縱向、橫向、側(cè)傾和橫擺四個(gè)自由度的整車數(shù)學(xué)動(dòng)力學(xué)模型，給出了其實(shí)時(shí)數(shù)值解的解法。 3.研究了虛擬現(xiàn)實(shí)視景驅(qū)動(dòng)平臺(tái)Vega的體系結(jié)構(gòu)；探討了基本的MFCVega應(yīng)用的類層次構(gòu)成、基于MFC的Vega線程的管理、Vega回調(diào)機(jī)制以及消息

4、傳遞機(jī)制等相關(guān)細(xì)節(jié)問題；對(duì)視景仿真中的運(yùn)動(dòng)模型控制、自由度驅(qū)動(dòng)和碰撞檢測等關(guān)鍵技術(shù)提出了解決方案，并建立了Vega應(yīng)用程序的基本框架。 4.基于Vega視景驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，建立用于汽車操縱穩(wěn)定性分析的桌面視景仿真系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)汽車的動(dòng)力學(xué)參數(shù)和模型，以及用戶的控制輸入，實(shí)時(shí)計(jì)算汽車的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并且把狀態(tài)變化反映在視景中，使用戶不僅可以看到傳統(tǒng)數(shù)值仿真的參數(shù)輸出，也可以獲取比較直觀形象的車輛性能描述，從而彌補(bǔ)當(dāng)前仿真研究中的不足。