深入探索车辆动态世界的桥梁：从运动学到动力学的转换
1. 理解运动学基石
首先，我们从车辆的运动学模型出发，这是理解汽车行驶行为的基础。在我们的前篇博文中，详尽阐述了车辆在1.1小节中的位置和速度关系（参见博客链接）。
2. 探索动力学的奥秘
动力学模型则更为深入，它涵盖了关键的物理原理，如车轮速度 Vr、坐标系转换、受力分析，以及那些难以忽视的科氏力。车轮与车身之间力的传递，以及轮胎所扮演的魔术角色——轮胎模型（如魔术公式），都在这里发挥作用。
2.5 纵向运动的秘密
发动机的力如何转化为轮胎动力？牛顿第三定律揭示了发动机-轮胎力的计算，同时探讨了滑移与滑转的微妙平衡。驱动力矩与滑移率之间的关系，是控制车辆加速与稳定的关键因素。
2.6 纵向动态掌控
纵向动力学的核心在于理解如何通过控制驱动力矩来影响车辆的滑移率，从而实现动力的优化分配。
2.7 横向力量的舞蹈
轮胎变形与侧偏角α之间的关系并非线性的——当侧倾角增大，横向力Fy也随之增强，直到达到轮胎的变形极限。在小角度范围内，Fy与α的关联近乎线性，模型中包含了地面摩擦系数、侧倾角等固有参数，以及可调控的变量，如横向力与纵向力的相互影响受到摩擦力的约束。
简化与线性化：动态世界的简化版
在动力学模型中，我们聚焦于7自由度车辆的动态，不过在实际应用中，3自由度模型，涵盖了纵向、横向和横摆运动，为我们提供了更易处理的简化模型。科氏力、轮胎力的计算依赖于车速、滑移率和摩擦系数等关键变量。以车速、横摆角和大地坐标作为状态变量，前轮转角作为控制输入，横摆角和XY坐标作为输出，轮胎力则通过经验公式与侧偏角、滑移率紧密关联，同时考虑了垂直和水平偏移。在小角度假设下，动力学模型得以简化，通过状态方程的线性化处理，我们得以更直观地操控车辆的动态行为。