【技术实现步骤摘要】
本申请涉及车辆，特别涉及一种多节汽车列车的动力学模型建模方法及装置。
技术介绍
1、随着国内对单节半挂列车的发展和双挂等多节汽车列车的发展现状，大多是针对半挂汽车列车进行的运动学模型或线性动力学研究，但对于多节汽车列车动力学模型的研究较少，且存在建模过程复杂，费时且计算过程容易出错等问题，对于节数更多的汽车列车动力学模型建模过程更加复杂且目前相关研究尚存在欠缺。现有carsim、trucksim商业软件内部车辆模型受限，无法满足研究需求，如simpack、adams等动力学软件建模复杂且模型关键零部件的连接关系较难处理。
2、然而，相关技术中，由于内部车辆模型的限制，部分商业软件无法满足实际汽车列车的研究需求，另外，可以实现现有汽车列车研究需求的商业软件的建模过程较为复杂，且关键零部件间的连接关系较难处理，增加了动力学分析的复杂性，无法满足建模需求，亟待解决。
技术实现思路
1、本申请是基于专利技术人对以下问题和认识作出的：
2、随着我国货运和客运市场的快速发展，交通行业对于运载量大、运输效率高、燃油消耗率以及运营成本低的交通工具需求逐步增加，为适应市场发展需求，我国部分城市率先开展了车身更长，双层或多铰接公交车辆，货运行业也将逐步开展对尺寸更大，节数更多的货运列车的相关研究。
3、但在我国交通路网难以改变的条件下，发展该类列车难以适应当前路网结构，从而对道路或其他道路交通参与者造成安全危害，为了更好的解决该问题，相关技术人员提出从控制的角度使其
4、本申请提供一种多节汽车列车的动力学模型建模方法及装置，以解决相关技术中汽车列车研究对商业软件的依赖，且关键零部件间的连接关系较难处理，增加了动力学分析的复杂性。
5、本申请第一方面实施例提供一种多节汽车列车的动力学模型建模方法，包括以下步骤：获取多节汽车列车简化后的单轨平面模型，隔离出所述单轨平面模型中的每个车辆单元；对所述每个车辆单元进行受力分析，得到所述每个车辆单元的动力学微分方程；利用所述动力学微分方程确定所述每个车辆单元的铰接点处的铰接力，并根据所述动力学微分方程和所述铰接力获得所述多节汽车列车状态空间方程，以基于所述多节汽车列车状态空间方程获得所述多节汽车列车的动力学模型状态空间表达式。
6、可选地，在本申请的一个实施例中，所述得到所述每个车辆单元的动力学微分方程，包括：根据横向力平衡方程和横摆力矩平衡方程确定所述每个车辆单元的所述动力学微分方程。
7、可选地，在本申请的一个实施例中，所述利用所述动力学微分方程确定每个车辆单元的铰接点处的铰接力，包括：将第一节车辆单元至最后一节车辆单元依次进行求解，得到所述每个车辆单元之间的铰接点处的铰接力；利用所述横向力平衡方程获得所述最后一节车辆单元的铰接点处的铰接力。
8、可选地，在本申请的一个实施例中，所述动力学微分方程为：
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15、…
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18、其中，m1为牵引车质量，v1为牵引车侧向车速，u为牵引车纵向车速，r1为牵引车横摆角速度，fy1为第一轴车轮侧偏力，fy2为第二轴车轮侧偏力，fh1为第一个铰接点铰接力，i1为牵引车转动惯量，a1为牵引车质心到前轴距离，b1为牵引车质心到后轴的距离，c1r为牵引车质心到后方铰接点距离，fh1′为第一铰接点铰接反作用力，c2f为第二节车辆单元到前方铰接点的距离。
19、可选地，在本申请的一个实施例中，所述多节汽车列车状态空间方程为：
20、
21、其中，m、n、l均为多节汽车列车状态空间方程中的矩阵，x为状态参数矩阵，δf为牵引车前轮转角。
22、本申请第二方面实施例提供一种多节汽车列车的动力学模型建模装置，包括：获取模块，用于获取多节汽车列车简化后的单轨平面模型，隔离出所述单轨平面模型中的每个车辆单元；第一确定模块，用于对所述每个车辆单元进行受力分析，得到所述每个车辆单元的动力学微分方程；第二确定模块，用于利用所述动力学微分方程确定每个车辆单元的铰接点处的铰接力，并根据所述动力学微分方程和所述铰接力获得所述多节汽车列车状态空间方程，以基于所述多节汽车列车状态空间方程获得所述多节汽车列车的动力学模型状态空间表达式。
23、可选地，在本申请的一个实施例中，所述第一确定模块包括：确定单元，用于根据横向力平衡方程和横摆力矩平衡方程确定所述每个车辆单元的所述动力学微分方程。
24、可选地，在本申请的一个实施例中，所述第二确定模块包括：第一获取单元，用于将第一节车辆单元至最后一节车辆单元依次进行求解，得到所述每个车辆单元之间的铰接点处的铰接力；第二获取单元，用于利用所述横向力平衡方程获得所述最后一节车辆单元的铰接点处的铰接力。
25、可选地，在本申请的一个实施例中，所述动力学微分方程为：
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32、…
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35、其中，m1为牵引车质量，v1为牵引车侧向车速，u为牵引车纵向车速，r1为牵引车横摆角速度，fy1为第一轴车轮侧偏力，fy2为第二轴车轮侧偏力，fh1为第一个铰接点铰接力，i1为牵引车转动惯量，a1为牵引车质心到前轴距离，b1为牵引车质心到后轴的距离，c1r为牵引车质心到后方铰接点距离，fh1′为第一铰接点铰接反作用力，c2f为第二节车辆单元到前方铰接点的距离。
36、可选地，在本申请的一个实施例中，所述多节汽车列车状态空间方程为：
37、
38、其中，m、n、l均为多节汽车列车状态空间方程中的矩阵，x为状态参数矩阵为，δf为牵引车前轮转角。
39、本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的多节汽车列车的动力学模型建模方法。
40、本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的多节汽车列车的动力学模型建模方法。
41、本申请实施例可以获取多节汽车列车简化后的单轨平面模型，隔离出单轨平面模型中的每个车辆单元，并进行受力分析，得到每个车辆单元的动力学微分方程，从而确定每个车辆单元的铰接点处的铰接力，并根据动力学微分方程和铰接力获得多节汽车列车状态空间方程，以基于多节汽车列车状态空间方程本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多节汽车列车的动力学模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到所述每个车辆单元的动力学微分方程，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述动力学微分方程确定所述每个车辆单元的铰接点处的铰接力，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动力学微分方程为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多节汽车列车状态空间方程为：
6.一种多节汽车列车的动力学模型建模装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-5任一项所述的多节汽车列车的动力学模型建模方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被
...【技术特征摘要】
1.一种多节汽车列车的动力学模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到所述每个车辆单元的动力学微分方程，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述动力学微分方程确定所述每个车辆单元的铰接点处的铰接力，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动力学微分方程为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多节汽车列车状态空间方程为：
6.一种多节汽车列车的动力学模型建模装置，其特征在于，包括：...
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