车辆动力学模型python
车辆动力学模型是描述车辆运动状态变化的数学模型。

在车辆动力学模型中，常见的模型包括简化的自行车模型、单轮模型、两轮车模型、四轮车模型等。

以下是一个简化的两轮车辆动力学模型的Python示例代码：
python
import math
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 车辆参数
m = 1000 # 质量(kg)
Iz = 1000 # 车辆绕Z轴的转动惯量(kg*m^2)
lf = 1.1 # 车辆重心到前轴的距离(m)
lr = 1.2 # 车辆重心到后轴的距离(m)
Caf = 80000 # 前轴轮胎的纵向刚度(N/rad)
Car = 120000 # 后轴轮胎的纵向刚度(N/rad)
Vx = 10 # 车辆前进速度(m/s)
# 初始状态
X0 = 0
Y0 = 0
Psi0 = 0
del0 = 0
beta0 = 0
def two_wheeled_vehicle_model(x, t):
# 状态变量
X, Y, Psi, del_, beta = x
# 计算车辆参数
Faf = Caf * math.atan2((beta + lf * Psi), Vx)
Far = Car * math.atan2((beta - lr * Psi), Vx)
# 计算状态变化率
X_dot = Vx * math.cos(Psi + beta)
Y_dot = Vx * math.sin(Psi + beta)
Psi_dot = Vx * math.sin(beta) / lr
del_dot = 0 # 假设方向盘转角保持不变
beta_dot = (lf * Faf * math.cos(del_) - lr * Far) / (m * Vx) - Psi_dot return [X_dot, Y_dot, Psi_dot, del_dot, beta_dot]
# 模拟车辆运动
T = np.arange(0, 10, 0.01) # 时间范围
X = np.zeros(len(T)) # X坐标
Y = np.zeros(len(T)) # Y坐标
Psi = np.zeros(len(T)) # 车辆航向角
del_ = np.zeros(len(T)) # 方向盘转角
beta = np.zeros(len(T)) # 滑移角
# 设置初始条件
X[0] = X0
Y[0] = Y0
Psi[0] = Psi0
del_[0] = del0
beta[0] = beta0
# 模拟车辆运动
for i in range(1, len(T)):
# 使用Euler方法（欧拉方法）进行数值积分
x = [X[i-1], Y[i-1], Psi[i-1], del_[i-1], beta[i-1]] dx = two_wheeled_vehicle_model(x, T[i-1])
X[i] = X[i-1] + dx[0] * (T[i] - T[i-1])
Y[i] = Y[i-1] + dx[1] * (T[i] - T[i-1])
Psi[i] = Psi[i-1] + dx[2] * (T[i] - T[i-1])
del_[i] = del_[i-1] + dx[3] * (T[i] - T[i-1])
beta[i] = beta[i-1] + dx[4] * (T[i] - T[i-1])
# 绘制车辆轨迹
plt.plot(X, Y)
plt.xlabel('X')
plt.ylabel('Y')
plt.title('Vehicle Trajectory')
plt.axis('equal') # 保持坐标轴比例一致
plt.show()
这个示例代码使用欧拉方法对车辆动力学模型进行数值积分，模拟车辆在一段时间内的运动轨迹，并绘制出车辆的轨迹图。

你可以根据实际需求，调整车辆参数和初始状态，以及加入更复杂的车辆动力学模型。