轮式车辆漂移动力学

最近研究车辆动力学，想起以前看到的一个很有意思的论文，控制轮式车辆漂移。Toward Automated Vehicle Control Beyond the Stability Limits: Drifting Along a General Path

首先看一下漂移仿真的效果（还没有加控制器，轨迹不受控）。

主要就是用到论文中的漂移动力学公式

一般做底盘控制是要尽量避免车辆漂移，这种研究漂移控制的算是很小众的方向。不过这样可以很充分的讨论车辆质心航向、车身横摆角以及车身侧偏角之间的关系，因为漂移时车身侧偏角很大，不再将航向近似为横摆角。漂移动力学也是将车身航向和横摆作为状态量。

控制量也比较简单，依然是方向盘、油门和刹车。这里演示后轮驱动车，采用后轮滑转（即车轮转速高过车速）的方式漂移。文章为了更好地控制，采用后轴两轮分布式驱动，各有一个点击控制一个后轮转矩。

前轮转向转向使得车辆有圆周运动趋势，轮胎在路面上变形，路面提供侧向力。这时只要后轮发出可以使后轴达到摩擦圆极限的纵向力，后轴就起滑开始漂移。通过控制后轮的转速就可以控制后轮与地面的相对运动，就可以控制后轴摩擦力的方向（中学物理，摩擦力方向与相对运动相反）。

接下来研究一下控制器，控制车辆的漂移。由于论文未给出具体轨迹数据，现学现卖一点自然坐标系的内容，粗略还原如下。