汽车操纵稳定性的虚拟试验技术.pdfVIP

第l期 王国权，等：汽车操纵稳定性的虚拟试验技术 缺点[1’2]．操纵稳定性虚拟试验就是用汽车动力学入参数．使用参数化建模方法建立车辆操纵稳定性 分析数据驱动虚拟环境中的汽车模型，将其在试验 的动力学模型，用户可根据需要调整车辆模型参数， 过程中各种状态变化映射到计算机屏幕上，借助于 在仿真分析中再选择对应的驾驶员模型进行闭环系 虚拟现实技术的交互手段，产生“身临其境”的感觉， 统的分析研究．以桑塔纳轿车参数为依据，采用多体 使研究人员和普通的用户都能了解汽车的操纵稳定 性，实现设计人员在设计早期评价汽车性能，修改设 车整车分为前悬架、后悬架、转向系、轮胎等模块，分 计缺陷，从而加快新产品的开发速度，降低开发成 别建立各个子模块的虚拟样机模型，再将各子模块 本口]．本文从汽车操纵稳定性虚拟试验的系统构成， 装配成整车模型[5]，建立如图2所示的虚拟汽车模 车辆模型和试验场模型的建立，数据模型向图形模 型．整车模型具有48个自由度，通过仿真计算得到 型的映射着手，对操纵稳定性虚拟试验进行探讨． 车辆操纵稳定性动力学数据． 1 系统功能与构成模块 操纵稳定性虚拟试验系统应具有如下功能[3“]： (1)虚拟场景与车辆参数化模型、路面模型等 之间的信息传递； (2)驾驶员行为控制信息的导入，对车辆进行 运动学、动力学分析，获取车辆性能的参数； (3)逼真地反映试验过程，驾驶员可沉浸到试 图2整车动力学分析模型 验中，感受试验中车辆状态的变化； Vehicle model Fig．2 dynamic (4)对车辆操纵稳定性进行评价． 2．2实体模型 为使用户沉浸到虚拟试验系统中，还需要具备 (1)实体结构建模．实体结构建模就是赋予汽车 产生临场感觉的传感器设备，如立体显示、位置与方 模型三维实体结构、材质、颜色等外观特征．直接把 向跟踪、触觉反馈、语音控制输入等．根据上述需求， 车辆操纵稳定性虚拟试验系统可划分为输入模块、 编程环境中，发现模型存在以下不足：①模型太大， 动力学分析模块、虚拟试验模块、评价模块、接口模 整车模型约有1．6X104多个多边形，装入场景中时 块等，模块之间通过接口函数进行信息传递．使用模 间太长，影响仿真实时性；②由于格式不完全兼容， 块构成的方法增加了系统的灵活性和可扩展性，整 在转换过程中造成部分信息丢失；③汽车的分层结 个系统的结构图如图1所示． 构没有传递过来，转换的模型只是一个块结构，在试 用户 验过程中无法对汽车各部分的运动进行操纵控制． 输入模块 接口模块 视觉、触 l评价模块 因此需要对整个模型进行再处理．采用3DMax软 觉等感 件进行三维实体建模，其真实感较强，图3是由800 !‘我军_! 知接口 !模型J 汽车运动学、 多个多边形组成的试验汽车实体结构模型． 动力学分析