【摘要】：本书所建立的动力学模型主要是作为模型预测控制器的预测模型使用，需要在较为准确地描述车辆动力学过程的基础上尽可能地进行简化，以减少控制算法的计算量。假设悬架系统及车辆是刚性的，忽略悬架运动及其对耦合关系的影响。基于上述假设可以得到车辆横摆动力学模型，如图2.5所示。当以前轮驱动的车辆作为研究目标时，认为后轮驱动力Fxr=0。当纵向速度vx恒定，即≈0时，根据式可以得到2自由度的车辆横摆动力学微分方程：
本书所建立的动力学模型主要是作为模型预测控制器的预测模型使用，需要在较为准确地描述车辆动力学过程的基础上尽可能地进行简化，以减少控制算法的计算量。因此，在车辆动力学建模时，要进行以下理想化假设。
(2)假设悬架系统及车辆是刚性的，忽略悬架运动及其对耦合关系的影响。
(3)只考虑纯侧偏轮胎特性，忽略横向、纵向轮胎力的耦合关系。
(4)不考虑轮胎的横向载荷转移。
(5)认为轮距相对于转弯半径可忽略不计，使用单轨模型来描述车辆运动。
(6)忽略横向和纵向空气动力学对车辆横摆特性的影响。
基于上述假设可以得到车辆横摆动力学模型，如图2.5所示。此模型重点关注车辆沿x轴和y轴的运动，以及绕z轴的转动。
图2.5 车辆横摆动力学模型示意(www.xing528.com)
对车辆进行受力分析，根据其受力平衡和力矩平衡可以得到
其中，m为车辆质量，vx和vy分别为车体坐标系下质心的纵向速度和侧向速度，Iz为车辆绕z轴的转动惯量，lf和lr分别为车辆质心到前、后轴的距离，Fyf和Fyr分别为作用在车辆前轴和后轴上的轮胎侧向力的合力，Fxf和Fxr分别为作用在车辆前轴和后轴上的轮胎纵向力的合力，Fdissp表示车辆在纵向上受到阻力的合力。
若忽略前轮驱动力Fxf对车辆横摆运动的影响[Fxfsin(δf)≈0]，则式(2.15)可写作
其中，FX=Fxfcos(δf)-Fyfsin(δf)+Fxr-Fdissp，为轮胎受到的横、纵向力在车体坐标系x轴上的合力。当以前轮驱动的车辆作为研究目标时，认为后轮驱动力Fxr=0。
当纵向速度vx恒定，即
≈0时，根据式(2.16)可以得到2自由度的车辆横摆动力学微分方程：
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