并联六自由度车辆模拟器的运动控制研究

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针对恶劣驾驶条件、复杂地形和特殊工况下的驾驶模拟和对汽车安全性、舒适性等性能研究的需要,本文利用在实验室已经搭建好的并联六自由度平台的基础上,对车辆模拟器的运动控制进行研究,并且进行仿真和实验分析。本文的主要研究内容如下:首先在实验室已经搭建好的平台的基础上,分析它的自由度和反解,对于正解为了提高计算效率采用了拟Netwon法。计算了并联六自由度平台在一些特定位置下的工作空间,利用影响系数法推导了平台的速度和加速度。根据车辆运动模拟的需要,给出了它的控制流程。其次分析了经典洗出算法的构成,主要包括它的信号输入所需要的坐标变换,分析了高通加速度和角速度通道的阶数对滤波过程的影响,确定了这些通道的阶数,并且分析了倾斜协调通道的作用机理。在分析经典洗出算法的基础上,引出了自适应洗出算法,介绍了构造自适应代价函数的方法。然后建立了人体体感评价模型,分析了洗出算法中滤波器的各个参数对车辆运动模拟效果的影响,选择了合适的滤波器参数。对自适应权重进行分析,提出了洗出算法的调试过程。利用Sim Mechanics对实验室的平台进行建模,分析它在运动模拟过程中的动态特性。通过对特定信号进行仿真分析,观测模拟器的动态特性。最后将G29方向控制器和Unity3D进行连接,提高了驾驶模拟的真实性。通过C++编写的动态链接库,实现了Labview和Unity3D实时数据共享。利用Unity3D和SimMechanics建立的模型,分析了两种典型地形下模拟器的运动状况。在实验室所搭建的平台上,分析了汽车的启动和制动过程,并且和在SimMechanics建立的模型进行比较分析。
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