线性二自由度模型对比CarSim模型、运动学模型

近期想再研究一下车辆动力学模型，先从最简单的运动学模型和线性二自由度动力学模型开始，对比CarSim模型。仿真结果显示线性二自由度动力学模型效果好于运动学模型，不过与CarSim模型仍有差距，最大误差超过一米。

输入前轮转角和固定的车速，车辆只有横向运动和横摆两个自由度。

CarSim能观察到的量很多，可以直接观察侧偏角，各轮胎的垂向载荷以及纵横向力。

不过建立的线性二自由度动力学模型算出的侧偏角与CarSim输出的侧偏角差距较大。可能由于转向时载荷转移，左右两轮载荷差异大，而且即使在小侧偏角范围内，侧偏刚度变化也较大。

之前讲解MPC轨迹跟踪就是用到这种运动学模型，线性二自由度动力学模型虽然效果有所提高，但是仍不理想，且模型复杂度上升明显。

线性二自由度模型个人见解：

力的作用效果有两个：改变运动与产生形变。车辆内部连个力源：发动机到传动系到车轮，转向系到车轮。轮胎在内部两个力源与外部路面作用下发生形变，产生弹力，弹力作用到车身，改变车身运动。

运动学模型是刚体假设，即轮胎变形微小可忽略不计，或者轮胎刚度为∞。这里线性二自由度模型将两前轮看做一个变形体，两后轮同理，轮胎刚度越大，形变越不明显，越接近运动学模型。建模思路：运动测量量——>轮胎侧偏角——>轮胎侧向力——>运动量，及运动、变形与力三者相互影响，只有横向速度和横摆角速度两个自由度。