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線性二自由度汽車模型的運動微分方程
為了便于建立運動方程，做以下簡化：
（1）忽略轉向系統(tǒng)的影響，直接以前輪轉角作為輸入；
（2）忽略懸架的作用；車身只作平行于地面的平面運動，沿z 軸的位移、繞 y軸的俯仰角和繞 x 軸的側傾角均為零，且；
（3）汽車前進速度u視為不變；
（4）側向加速度限定在0.4g一下，確保輪胎側偏特性處于線性范圍；
（5）驅動力不大，不考慮地面切向力對輪胎側偏特性的影響，沒有空氣動力的作用。
在上述假設下，汽車被簡化為只有側向和橫擺兩個自由度的兩輪摩托車模型。
分析時，令車輛坐標系原點與汽車質心重合。
首先確
2、定汽車質心的（絕對）加速度在車輛坐標系中的分量。
與為車輛坐標系的縱軸和橫軸。質心速度于時刻在軸上的分量為，在軸上的分量為。由于汽車轉向行駛時伴有平移和轉動，在時刻，車輛坐標系中質心速度的大小與方向均發(fā)生變化，而車輛坐標系中的縱軸和橫軸亦發(fā)生變化，所以沿 軸速度分量變化為：
考慮到很小并忽略二階微量，上式變成：
除以并取極限，便是汽車質心絕對加速度在車輛坐標系上的分量
同理得：
下面計算二自由度汽車的動力學方程
二自由度汽車受到的外力沿軸方向的合力與繞質心的力矩和為
式中，，為地面對前后輪的側向反作用力，即側偏力；為前輪轉角。
考慮到很小，
3、上式可以寫成：
下面計算二自由度汽車的動力學方程
二自由度汽車受到的外力沿軸方向的合力與繞質心的力矩和為
式中，，為地面對前后輪的側向反作用力，即側偏力；為前輪轉角。
考慮到很小，上式可以寫成：
汽車前后輪側偏角與其運動參數(shù)有關。如上圖所示，汽車前后軸中點的速度為，；前后輪側偏角為，；質心側偏角為，；為與軸的夾角，其值為：
根據(jù)坐標系的關系，前后輪側偏角為
由此，可以列出外力，外力矩與汽車參數(shù)的關系式為
所以，二自由度汽車的運動微分方程為
由此，可以列出外力，外力矩與汽車參數(shù)的關系式為
所以，二自由度汽車的運動微分方程為
上式可以變形為：
寫成狀態(tài)方程為：
中
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線性二自由度汽車模型的運動微分方程(共5頁)
