隨著人民生活水平的不斷提高，中國的汽車保有量不斷（duàn）攀升。車輛發展到今（jīn）天，“以人為本”的理念逐漸深入人心—方麵，駕駛安全性、乘坐舒適性、操作便利性（xìng）等車輛人機工程特性越來越受到車輛設計者和使用（yòng）者的重視另一方麵，為了減少交通事故的發生、降低車輛操作者的勞動強度，駕駛員和操作者在不同環境狀況下的生理和心理行為備受關注，人、車、環境被（bèi）越來越多的放在一個係統中進行研究。

車輛模擬器分為訓練型模擬器和研究型（xíng）模擬器，在操（cāo）作技能培訓、新產品的研究和開發、車輛人機工程等研究（jiū）發揮著巨大的作用（yòng），具有（yǒu）成本低、試驗重複性好、工況設置方便等優點（diǎn），特別適合於人一車一環境閉環（huán）係統的研究。典型的（de）用於人一車（chē）一環（huán）境閉環係（xì）統研究（jiū）或者車輛開發的車輛模擬器由運動模擬係統、視景係（xì）統、聲效模擬（nǐ）係統、操縱（zòng）模擬係統、觸感反饋係統、儀器儀表模擬係統等組成。

運動模擬係（xì）統分為低頻運動模擬（nǐ）係統和高頻運動（振動）模擬係（xì）統，低頻運動模（mó）擬係統模擬車輛縱向、橫（héng）向（xiàng）、垂向（xiàng）、橫滾、俯仰、偏航六個自由度上的運動，高頻運動模擬係統（tǒng）模擬車輛乘員在車輛運行中受到的由路麵不平順、發動機振動、車（chē）體共振等引起的振動。運動模擬係統（tǒng）是車（chē）輛模擬器中非常重要的組成部分，影響駕（jià）駛員對車輛（liàng）的感知和操縱，關係到模擬效果的沉浸感、逼真性，和利用模擬器進（jìn）行試驗研究時結果的準確性和可靠（kào）性，特別是人一車一環境係統中駕駛員行為特性（xìng）研究和乘坐舒適性等研（yán）究。

六自由度平台具有剛度好、定位精度高、承載能力大的（de）特（tè）點，已廣泛應用於車輛運動模擬中。高頻振動由抖振（zhèn）座椅實現，座椅激振器采用（yòng）液壓（yā）例服激振器，車輛模擬器運動模擬原理如（rú）圖所示，共（gòng）分為個環節：路麵和地形建模；車輛實時動力學模型；參數濾波分解；動感模擬算法；六自由（yóu）度平台運動變換（huàn）及運動學反解（jiě）；六自由度平台和抖振座椅運動實現。

1、路麵（miàn）和地形建模，車輛是在（zài）路麵（地麵）上運動的，路麵（miàn）不但是乘（chéng）員視覺觀察的主要對象（xiàng），同時也是車輛（liàng）運動最主要（yào）的外界激勵，車（chē）輛實時動力學模塊釆用三維虛擬路麵和地形模型，因此路麵和地麵（miàn）模型能否真實反映出路麵的特性是（shì）車輛模擬（nǐ）器視景模擬、動力學模型研究、運動（dòng）和（hé）振動模擬、方向盤路感反饋模擬、噪聲模擬準確性的前提（tí）。

2、車輛實時動力學模型，車輛實時動力學模型根據路麵模型、駕駛（shǐ）員操縱輸（shū）入信號（如轉（zhuǎn）向盤轉（zhuǎn）角、油門踏板轉角、製動踏板轉角等）進行車輛狀態的實時解算，得到車輛的運動學、動力學參數，如速度、加（jiā）速度、角速度（dù）、角加速度、車（chē）輛懸架狀態、轉向（xiàng）盤

反饋力等。車輛實時動力（lì）學模（mó）型在滿足實（shí）時性的同時應盡可能的提高解算的精確性，視景係統、聲效模擬係統、操縱模擬係統、觸感反饋係統、儀器儀表（biǎo）模擬係統都要從車輛動力學模型中獲取數據，車輛實時動力學模型（xíng）是車輛（liàng）模擬器的核心。

3、參數濾波分解，由於車輛高、低頻運動分別由六自由度平台和（hé）抖振座椅模擬，因此必須將車輛實時動力學解算出來的參數在車輛坐標（biāo）係的垂向進行高低（dī）頻分解。

4、動感模擬算法，由於六自由度平（píng）台運動空間的限製，使其不（bú）能完全模擬車輛的運動，必（bì）須使用動感模擬算法，又稱動感（gǎn）模擬算法（，將車（chē）輛（liàng）的運動學參數（加速度、角速度）進行濾波、限幅等一係列處理。即使車輛動力學模型解算出的數據再準確，如果動感模擬算法處理不當，會使得六自由度平台的運動和期望的的運動相差很大，甚至形成的錯誤的運動暗示，造成模擬器（qì）疾病和不適，達不到（dào）模擬的效果，因此，動感模擬（nǐ）算法是運動模擬的關（guān）鍵。

5、平（píng）台運動變換及運動學反解（jiě），由於動感模擬算法的輸入可以是車輛質（zhì）心的運動學參數，也可以是車（chē）輛上其它點的運動學參（cān）數（shù），因此必須依據車輛、模擬器（qì）座艙、平（píng）台三者之間的關係進行運動變換，然後求取（qǔ）平台的運動（dòng）學反解，得到六個（gè）液（yè）壓（yā）分支的伸長量，平台運動變換及運（yùn）動學反解是平（píng）台運動控（kòng）製的輸入參照條件。

6、六自由度平台和抖振座椅運動實現，平台的軟件硬（yìng）件係統根據六個液壓缸的（de）伸長量，控製液壓缸的運動，進（jìn）而得（dé）到上平台的運動，抖振座椅實現車（chē）輛垂向高頻運動，車輛乘員感受模擬座槍及座椅的運動，實現車輛運動的模擬，六自由度平台和抖振座椅（yǐ）運動實（shí）現是車輛模擬器運（yùn）動模擬的保障。

上述六個環節環環相扣、缺一不可，各環節相互協同完成（chéng）車輛運動的模擬。才能（néng）模擬車輛真實運行工況下車輛乘員體驗到的運動振動感覺、視覺、聽覺、觸（chù）覺等外部刺激，營造一個（gè）逼真的、沉浸感強的模擬環境。