基于MATLAB/Simulink的3自由度整车动力学建模与控制研究平台

资 源 简 介

本项目基于Simulink搭建了3自由度整车动力学仿真模型，能够模拟车辆的纵向、横向及横摆运动特性。平台支持用户通过参数调整研究加速/制动性能、转向行为和稳定性分析，为车辆动力学研究提供完整的数字化实验环境。

详 情 说 明

3自由度整车动力学 Simulink 建模及控制研究平台

项目介绍

本项目基于 Simulink 搭建了用于研究车辆基础动力学与控制策略的 3 自由度整车仿真模型。模型核心关注车辆在纵向、横向和横摆三个关键自由度上的运动特性，支持用户进行车辆基本动力学行为分析，并可灵活集成与验证各类主动控制算法，为车辆底盘控制系统的设计与研究提供了一个高效的仿真测试平台。

功能特性

• 多体动力学建模：采用三自由度车辆模型，精确模拟车辆的纵向运动、横向运动及横摆运动。
• 模块化系统设计：模型采用模块化架构，将车辆本体、轮胎、路面、驾驶员输入及控制器清晰分离，便于模型的维护、扩展和复用。
• 高精度轮胎模型：集成魔术公式（Magic Formula）轮胎模型，准确反映轮胎力与侧偏角、滑移率等参数的复杂非线性关系。
• 灵活的控制研究：预留标准接口，支持集成自定义控制器（如ABS、ESC等），便于进行控制策略的设计、参数整定和性能对比。
• 参数化与工况自定义：用户可通过脚本便捷地修改车辆参数、轮胎参数、路面条件以及驾驶员输入工况，实现高效的参数化研究与多种场景仿真。

使用方法

1. 环境准备：确保您的 MATLAB 及 Simulink 环境已准备就绪（具体版本要求见“系统要求”）。
2. 参数配置：运行主脚本文件，该文件负责完成仿真前的所有初始化设置。您可以在脚本中修改车辆参数（质量、轴距、转动惯量等）、轮胎模型参数、路面附着系数以及控制器参数。
3. 定义仿真工况：在主脚本中设定或载入期望的驾驶员输入序列，如方向盘转角、油门/制动踏板开度随时间变化的规律。
4. 执行仿真：运行主脚本启动 Simulink 模型进行仿真计算。
5. 结果分析：仿真结束后，利用脚本中的后处理模块或自行编写脚本对输出的数据进行分析与可视化，包括车辆状态、轨迹、力学参数及性能指标等。

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11 或主流 Linux 发行版或 macOS。
• 软件环境：需要安装 MATLAB。推荐使用 R2021a 或更高版本，以确保所有功能的完整支持。
• 必要工具包：必须安装 Simulink 产品。若使用某些高级功能或代码生成，可能需要额外的工具箱，如 Control System Toolbox。

文件说明

主脚本文件承担了项目运行的核心枢纽角色，其主要能力包括：定义仿真所必需的全部系统参数（如车辆、轮胎、路面属性），配置控制器的具体参数，构建用于模拟驾驶员操作的输入信号，调用并执行 Simulink 仿真模型，以及在仿真完成后对产生的数据进行自动处理、绘制关键结果图表并计算重要的性能评价指标。