汽車制動穩(wěn)定性虛擬展現(xiàn)技術(shù)研究與開發(fā).pdf

1、汽車制動穩(wěn)定性是一項重要的汽車安全性能，目前已經(jīng)對其進行了大量研究。其中，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對汽車制動穩(wěn)定性進行虛擬仿真是一種新的實驗仿真手段，能夠?qū)④囕v制動過程中的行為直觀地通過畫面進行展現(xiàn)。目前針對汽車制動穩(wěn)定性的虛擬展現(xiàn)研究主要通過VRML編程實現(xiàn)，能夠完成虛擬展現(xiàn)功能，但其缺陷在于:VRML文件需要VRML瀏覽器解釋執(zhí)行，復雜的三維模型將降低瀏覽器速度;VRML瀏覽器非主流瀏覽器，系統(tǒng)可移植性弱;此類仿真系統(tǒng)功能單一，特別是沒有反

2、映車輪的運動狀態(tài)。
　　 為克服上述不足，本文采用3D游戲引擎技術(shù)進行汽車制動穩(wěn)定性虛擬仿真實驗，它是一種用于汽車制動穩(wěn)定性虛擬仿真的新的設(shè)計手段和思路。要實施本文方案，需要驗證游戲引擎自身物理引擎是否可以直接用于汽車制動控制，并建立兼顧準確性和簡潔性的汽車制動穩(wěn)定性動力學模型。本文主要工作包括:
　　 首先，建立了汽車制動穩(wěn)定性動力學模型。其中整車模型采用四輪七自由度模型，輪胎模型采用G.Gim模型，而制動系統(tǒng)模型則采

3、用了經(jīng)過擬合參數(shù)后簡化的制動系統(tǒng)模型。通過與游戲引擎中物理引擎部分的物理模型進行對比，證明引擎自身物理模型相對簡單，不足以真實反映車輛制動時的運動狀態(tài)。
　　 其次，在汽車制動穩(wěn)定性動力學建模的基礎(chǔ)上，提出了一種運用3D游戲引擎進行汽車制動穩(wěn)定性虛擬仿真實驗的實驗方案。該方案的可行性分析表明，將模型編制成算法加入虛擬仿真系統(tǒng)控制車輛制動在引擎框架下可以編程實現(xiàn)。在此方案基礎(chǔ)上，通過差分方法將該模型編制為算法。通過采集制動時渲染速

4、率，證明本文所建模型不會降低渲染速率，能夠滿足畫面連續(xù)性要求。根據(jù)虛擬仿真實驗方案，采用軟件工程的方法，對汽車制動穩(wěn)定性虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)進行了設(shè)計和開發(fā)，并通過系統(tǒng)測試證明了系統(tǒng)的有效性。
　　 最后，在汽車制動穩(wěn)定性虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將該系統(tǒng)應用于汽車ABS（anti-locked braking system，防抱死剎車系統(tǒng)）的虛擬仿真設(shè)計和開發(fā)。論文工作表明，本系統(tǒng)能夠與ABS試驗臺架互連，完成一種ABS硬件在環(huán)虛