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第一章 车辆动力学与控制

第一节 对车辆的定义

    地面行驶的车辆主要可分为两大类:一类是被约束于地面轨道上行驶的车辆,例如轨道车辆;另一类是不受轨道约束、通过对其车轮的操纵,自由行驶在地面上的车辆,例如路面车辆。

    飞机可以在空气中自由飞行,船舶可以在水面上自由航行。而通过对车轮的操纵,路面车辆也同样与飞机和船舶共享着这一特点,即它可以在地面做无约束的运动。

    从动力学的观点来看,以上这三种运动体都受到由自身运动而产生的力,并利用这种力来实现各自所期望的运动,这是三者在本质上所具有的共性。具体一点讲,飞机通过机翼与空气的相对运动产生升力;船舶通过船体与水的相对运动产生动力;而在地面行驶的车辆则依靠其轮胎与地面的相对运动而产生作用于轮胎的侧向力。

    从上述三种运动体的形式来看,其动力学特性与控制是与它们各自的自然功能紧密相关的。对飞机和船舶而言,由此展开的研究已经分别产生了飞行动力学和船舶动力学。而对车辆而言,同样也产生了车辆动力学。

    需要说明的是,本书所研究的是这样一种车辆,它可以像飞机和船舶一样依靠自身运动所产生的力,来实现其在地面上的独立运动。