Двухосный кузов транспортного средства с поступательным и вращательным движением
Блок динамики транспортного средства/кузов транспортного средства

Блок 6DOF кузова транспортного средства реализует жесткую двухосную модель кузова транспортного средства с шестью степенями свободы (DOF) для расчета продольного, бокового, вертикального, тангажного, кренового и рыскательного движения. Блок учитывает массу тела, инерцию, аэродинамическое сопротивление, наклон дороги и распределение веса между осями из-за подвески и внешних сил и моментов. Параметры «Инерционные нагрузки» используются для анализа динамики транспортного средства при различных условиях нагрузки.
Блок можно подключить к виртуальным датчикам, системе подвески или внешним системам, таким как приводы управления кузовом. Используйте блок Vehicle Body 6DOF в исследованиях движения и обработки, чтобы смоделировать влияние сил лобового сопротивления, нагрузки пассажиров и расположения точек подвески подвески.
Чтобы создать дополнительные входные порты, в разделе Входные сигналы выберите эти параметры блока.
Параметр | Входной порт | Описание |
|---|---|---|
| Фронтальные замковые силы | FhF | Усилие сцепки, приложенное к кузову в месте расположения передней сцепки, FhFx, FhFy и FhFz, в неподвижной раме транспортного средства |
| Моменты передней заминки | MhF | Момент сцепки в месте передней сцепки, МгFx, МгFy и МгFz, о неподвижной раме транспортного средства |
| Усилия задней сцепки | FhR | Усилие сцепления, приложенное к кузову в заднем положении сцепления, FhRx, FhRy и FhRz, в неподвижной раме транспортного средства |
| Моменты задней сцепки | MhR | Момент сцепки в заднем положении сцепки, МгРх, МгРу и МгРц, о неподвижной раме транспортного средства |
Для анализа динамики транспортного средства при различных условиях нагрузки используйте параметры Инерционные нагрузки (Inertial Loads). В частности, можно указать следующие нагрузки:
Передний силовой агрегат
Пассажиры переднего и заднего ряда
Накладные грузы
Задний груз
Для каждой нагрузки можно задать массу, расположение и инерцию.
На иллюстрациях показаны места загрузки и размеры параметров транспортного средства. В таблице представлены соответствующие настройки знака параметра местоположения.

В этой таблице представлены параметры, определяющие местоположения нагрузки, указанные точками. Для местоположения блок использует следующий вектор расстояния:
Точка подвески передней подвески для нагрузки, вдоль оси х, закрепленной на транспортном средстве
Осевая линия транспортного средства для загрузки вдоль оси y, закрепленной на транспортном средстве
Точка подвески передней подвески для нагрузки, вдоль оси z, закрепленной на транспортном средстве
Груз | Параметр | Пример расположения |
|---|---|---|
Фронт | Вектор расстояния от передней оси, z1R |
|
Наверху | Вектор расстояния от передней оси, z2R |
|
Строка 1, левая сторона | Вектор расстояния от передней оси, z3R |
|
Строка 1, правая сторона | Вектор расстояния от передней оси, z4R |
|
Ряд 2, левая сторона | Вектор расстояния от передней оси, z5R |
|
Ряд 2, справа | Вектор расстояния от передней оси, z6R |
|
Задняя часть | Вектор расстояния от передней оси, z7R |
|
Для определения движения транспортного средства блок выполняет расчеты динамики жесткого кузова транспортного средства, лобового сопротивления ветра, инерционных нагрузок и преобразований координат. Неподвижное тело и неподвижное транспортное средство являются одинаковыми системами координат.
Блок 6DOF кузова транспортного средства рассматривает поворот неподвижной на кузове рамки координат относительно неподвижной на земле инерциальной системы координат. Начало координат фиксированного кузова - это центр тяжести кузова.

Блок использует это уравнение для вычисления поступательного движения фиксированного телом кадра координат, где приложенные силы [Fx Fy Fz] T находятся в фиксированном телом кадре, и масса тела, m, принимается постоянной.
IyxIyy − Iyz − Izx − IzyIzz]
Для определения соотношения между вектором угловой скорости с фиксированным телом, [p q r] T, и скоростью изменения углов Эйлера, блок разрешает скорости Эйлера в фиксированный телом кадр.
00ψ˙]≡J−1[ϕ˙θ˙ψ˙]
Инвертирование J дает требуемое соотношение для определения вектора скорости Эйлера.
[pqr]
Приложенные силы и моменты представляют собой сумму сил сопротивления, силы тяжести, внешней силы и силы подвески.
| Вычисление | Внедрение |
|---|---|
Масса нагрузки и инерция | Блок использует теорему о параллельных осях для разрешения отдельных масс нагрузки и инерций с массой и инерцией транспортного средства. 2δij − RiRj) |
Гравитационные силы, Fg | Блок использует матрицу направления косинуса (DCM) для преобразования гравитационного вектора в инерциально-фиксированном кадре в корпус-фиксированный кадр. |
Силы перетаскивания, Fd и моменты, Md | Чтобы определить относительную воздушную скорость, блок вычитает скорость ветра из скорости центра масс транспортного средства (CM). Используя относительную воздушную скорость, блок определяет силы сопротивления. 2Fdz = − 12TRClAfPabs (w) 2 Используя относительную воздушную скорость, блок определяет моменты перетаскивания. (w¯) 2 (a+b) |
Внешние силы, плавник и моменты, Мин | Внешние силы и моменты вводятся через порты |
Усилия и моменты подвески | Блок предполагает, что силы и моменты подвески действуют на эти точки подвески:
|
Уравнения используют эти переменные.
Перемещение, скорость и ускорение ТС вдоль оси Х, закрепленной на ТС | |
Перемещение, скорость и ускорение транспортного средства по оси y | |
Перемещение, скорость и ускорение транспортного средства вдоль оси z | |
φ | Вращение рамы, закрепленной на транспортном средстве, вокруг оси Х, закрепленной на земле (крен) |
θ | Поворот рамы, закрепленной на транспортном средстве, вокруг оси Y, закрепленной на земле (шаг) |
ψ | Вращение рамы, закрепленной на транспортном средстве, вокруг оси Z, закрепленной на земле (рыскание) |
| FFLx, FFLy, FFLz | Усилия подвески, приложенные к передней левой точке подвески вдоль оси x, y и z, зафиксированной на транспортном средстве |
| FFRx, FFRy, FFRz | Усилия подвески, приложенные к передней правой точке подвески вдоль осей x, y и z, закрепленных на транспортном средстве |
| FRLx, FRLy, FRLz | Усилия подвески, приложенные к задней левой точке подвески вдоль осей x, y и z, закрепленных на транспортном средстве |
| FRRx, FRRy, FRRz | Усилия подвески, приложенные к задней правой точке подвески вдоль осей x, y и z, закрепленных на транспортном средстве |
| MFx, FFy, FFz | Моменты подвески, приложенные к ТС транспортного средства относительно осей x, y и z |
| Fextx, Fexty, Fextz | Внешние усилия, приложенные к ТС транспортного средства вдоль осей x, y и z |
| Fdx, Fdy, Fdz | Силы перетаскивания, приложенные к КМ транспортного средства вдоль фиксированных осей x, y и z транспортного средства |
| Mextx, Mexty, Mextz | Внешний момент о КМ транспортного средства относительно осей x, y и z, зафиксированных на транспортном средстве |
| Mdx, Mdy, Mdz | Перетаскивание момента вокруг CM транспортного средства относительно фиксированных осей x, y и z транспортного средства |
| Я | Моменты инерции кузова транспортного средства |
| a, b | Расстояние между передними и задними колесами соответственно от нормальной точки проекции транспортного средства КМ до плоскости общей оси |
| d | Боковое расстояние от геометрической осевой линии до центра масс вдоль оси y, закрепленной на транспортном средстве |
| h | Высота транспортного средства СМ над плоскостью оси |
| гд | Высота сцепки над плоскостью оси вдоль оси z, закрепленной на транспортном средстве |
| горячекатаный | Продольное расстояние сцепки от нормальной точки проекции трактора КР на плоскость общей оси |
| hl | Боковое расстояние от центра масс до сцепки вдоль закрепленной на транспортном средстве оси Y. |
| wF, wR | Ширина переднего и заднего пути |
| CD | Коэффициент лобового сопротивления, действующий вдоль оси х, закрепленной на транспортном средстве |
| Cs | Коэффициент лобового сопротивления, действующий вдоль оси y, закрепленной на транспортном средстве |
| Статья | Коэффициент лобового сопротивления, действующий вдоль оси z, закрепленной на транспортном средстве |
| Crm | Момент крена воздушного сопротивления, воздействующий на ось X, закрепленную на транспортном средстве |
| Карта в минуту | Момент наклона воздушного сопротивления, воздействующий на ось y, неподвижную на транспортном средстве |
| Cym | Момент рыскания воздушного сопротивления, действующий вокруг неподвижной оси Z транспортного средства |
| AF | Лобная область |
| R | Постоянная атмосферного удельного газа |
| T | Температура окружающего воздуха |
| Pabs | Абсолютное давление окружающей среды |
| wx, wy, wz | Скорость ветра по оси x, y и z, закрепленной на транспортном средстве |
| Wx, Wy, Wz | Скорость ветра по инерционным осям X, Y и Z |
[1] Гиллеспи, Томас. Основы динамики транспортных средств. Уоррендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров (SAE), 1992.
Конкатенат вектора, Конкатенат матрицы | 3DOF кузова транспортного средства | 6DOF (Эйлеровы углы) (аэрокосмический блок)