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自动驾驶控制算法利用cftool工具箱估算车辆轮胎侧偏刚度

本节将介绍如何使用carsim和matlab来估算轮胎的侧偏刚度,详细的参考博客信息如下。

在carsim中,整车参数获取相当便捷,例如车辆的质量可以通过悬架质量与簧上质量的总和得出,请参见以下图示。

接下来,为了估算轮胎的侧偏刚度,我们需计算每个车轮的垂向载荷,以参考垂向载荷为例。

随后,在carsim中找到轮胎侧偏刚度曲线,该曲线能为我们提供关键数据。

左侧横坐标表示侧偏角,纵坐标表示侧偏力。右侧不同颜色曲线代表不同垂向力下的数据。当侧偏角为小角度时,侧偏力与侧偏角成正比,该比值即为我们所需的侧偏刚度。根据垂向载荷6500N,我们近似选择第四条黑色曲线,并将其数据导出到excel。

随后,在matlab中新建变量,注意在导入数据时去掉第一行的非数据内容。

为验证数据准确性,我们绘制图形进行检查。

图中横坐标为侧偏角,纵坐标为侧偏力。接下来,我们将利用魔术公式来估算侧偏刚度。魔术公式为y=f(x),其中y为侧偏力,x为侧偏角。公式中的系数B、C、D的乘积对应于原点处的斜率,即BCD=tanθ。这一步骤旨在通过魔术公式拟合carsim中的轮胎模型,从而求得B、C、D三个参数。

在matlab中,我们可以使用cftool命令调用曲线拟合工具箱。关于matlab拟合曲线工具箱的使用,可以参考以下博客:

Matlab曲线拟合工具箱使用指南_winycg的博客-CSDN博客

导入x,y数据后,选择自定义公式进行拟合。通过调整BCDE(图中对应abcd)的值,使曲线能够较好地拟合离散点,如下所示:

数据拟合的质量可以通过几个评价参数来评估,详细信息请参考相关文档。

接下来,我们计算BCD的乘积,得到axbxc=0.2121×1.412×6120=1833,单位为N/deg。为将其转换为弧度值,我们需要除以(pi/180),计算结果为105344N/rad。在后续使用中,我们通常会为其添加一个负号。

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