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vehicalpater 车辆横向动力学与电机标定参数

2026-08-18 #电动赛车#VCU#车辆动力学#LQR

vehicalpater.m 定义的是车辆横向动力学和电机标定参数。

变量 含义 单位/说明
m = 300 整车质量 kg
Iz = 180 车辆绕垂直轴的转动惯量,即横摆惯量 kg.m^2;越大越不容易改变转向旋转状态
L = 1.6 轴距,前后轴中心之间的距离 m
Lf = L * 0.47 质心到前轴的距离 m,约 0.752 m
Lr = L * 0.53 质心到后轴的距离 m,约 0.848 m
k1 = -17188 * 2 前轴总侧偏刚度 N/rad;单轮刚度乘 2。负号来自轮胎横向力与侧偏角方向相反的符号约定。
k2 = -19241 * 2 后轴总侧偏刚度 N/rad;同上。
Br = 1.22 车辆轮距 m;左右轮中心距离,用于把横摆力矩换算成左右轮扭矩差。
mue = 2.1 * 0.8 地面附着系数的标定值 无量纲,结果为 1.68;当前脚本未直接参与后续 LQR 计算。
vi 用于离线标定的车辆速度 km/h,从 0.5100 km/h
v = vi / 3.6 换算后的车辆纵向速度 m/s
A 二自由度车辆横向模型的状态矩阵 状态通常为质心侧偏相关量和横摆角速度。
B 前轮转角到车辆状态的输入矩阵 脚本先写入一个横摆力矩输入版本,随后被前轮转角输入版本覆盖;实际 LQR 使用最后一行 B = [...]
Q = diag(1000, 500) LQR 状态误差权重 更重视横向状态偏差,数值越大代表越强调压制对应误差。
R = 0.0001 LQR 控制输入权重 很小,意味着允许较积极的控制输出。
K_LQR 每个车速对应的 LQR 反馈增益 lqr(A,B,Q,R) 求出。
lqrspeed LQR 标定表的速度轴 m/s
lqrbeta 与车辆侧偏状态对应的 LQR 增益表 随速度变化。
lqrwz 与横摆角速度 wz 对应的 LQR 增益表 随速度变化。
speedB 电机转速断点表 通常为 rpm,且乘了 0.8 作为降额。
tqB 对应转速允许的最大电机扭矩 通常为 N.m;转速越高,允许扭矩逐步降低。

核心物理关系

核心物理关系是二自由度单轨车辆模型:车辆前轮转向后产生前、后轮横向力,进而形成侧向运动和横摆运动。LQR 根据当前车速改变反馈增益,使不同速度下的车辆转向响应保持可控。

后续生成的 VCU C 代码利用 lqrbetalqrwz 对横摆控制进行增益查表。

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