【物理应用】基于Matlab模拟13自由度摩托车模型

news2024/12/27 12:20:05

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⛄ 内容介绍

“13 自由度摩托车模型”一个可以模拟摩托车行为的多体系统的实现。因此，假设摩托车由 6 个由关节连接的独立刚体组成。（它的属性由与 Yamaha FJR 1300 匹配的 56 个参数描述）。摩托车零件有后轮、后摇臂、主体、转向头、前叉和前轮。利用经典力学的欧拉-拉格朗日形式推导了13个二阶非线性常微分运动方程。这个包含 13 个二阶 ODE 的系统将摩托车的运动描述为骑手施加的力（发动机扭矩、转向扭矩、前/后制动力）的函数。线性化为 26 个耦合的一阶 ODE 这个方程组可以作为 RightHandSide 函数提供给 matlab 内置 ODEsolver 之一，计算时间 t 的 13 个广义坐标（q_i's）中的每一个的二阶导数（广义加速度）。通过这种方式，我计算了两种场景的模拟，一个特技和一个 stoppie。

⛄ 部分代码

function [] = createUIcontrols

figure_handle = findobj('Tag','figure_handle');

data = figure_handle.UserData;

data.Play = 1;

figure_handle.UserData = data;

btnPause = uicontrol(figure_handle,'Style','pushbutton','String','Pause','Callback',@ PauseCallback,'OuterPosition',[38.8000 686.4000 34.0000 31.0000]);

btnPlay = uicontrol(figure_handle,'Style','pushbutton','String','Play','Callback',@ PlayCallback,'OuterPosition',[5.0000 686.4000 34.0000 31.0000]);

btnStop = uicontrol(figure_handle,'Style','pushbutton','String','Stop','Callback',@ StopCallback,'OuterPosition',[73.0000 686.4000 34.0000 31.0000]);

function [] = PauseCallback(source,~)

dat = figure_handle.UserData;

dat.Play = 0;

figure_handle.UserData = dat;

end

function [] = StopCallback(source,~)

dat = figure_handle.UserData;

dat.Play = 0;

dat.Index = 1;

figure_handle.UserData = dat;