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六自由度平臺具有剛度好、定位精度高、承載能力大的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于車輛運(yùn)動模擬中。高頻振動由抖振座椅實(shí)現(xiàn)，座椅激振器采用液壓例服激振器，車輛模擬器運(yùn)動模擬原理如圖所示，共分為個環(huán)節(jié)：路面和地形建模;車輛實(shí)時動力學(xué)模型;參數(shù)濾波分解;動感模擬算法;六自由度平臺運(yùn)動變換及運(yùn)動學(xué)反解;六自由度平臺和抖振座椅運(yùn)動實(shí)現(xiàn)。
1、路面和地形建模，車輛是在路面(地面)上運(yùn)動的，路面不但是乘員視覺觀察的主要對象，同時也是車輛運(yùn)動最主要的外界激勵，車輛實(shí)時動力學(xué)模塊釆用三維虛擬路面和地形模型，因此路面和地面模型能否真實(shí)反映出路面的特性是車輛模擬器視景模擬、動力學(xué)模型研究、運(yùn)動和振動模擬、方向盤路感反饋模擬、噪聲模擬準(zhǔn)確性的前提。
2、車輛實(shí)時動力學(xué)模型，車輛實(shí)時動力學(xué)模型根據(jù)路面模型、駕駛員操縱輸入信號(如轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、油門踏板轉(zhuǎn)角、制動踏板轉(zhuǎn)角等)進(jìn)行車輛狀態(tài)的實(shí)時解算，得到車輛的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)參數(shù)，如速度、加速度、角速度、角加速度、車輛懸架狀態(tài)、轉(zhuǎn)向盤反饋力等。車輛實(shí)時動力學(xué)模型在滿足實(shí)時性的同時應(yīng)盡可能的提高解算的精確性，視景系統(tǒng)、聲效模擬系統(tǒng)、操縱模擬系統(tǒng)、觸感反饋系統(tǒng)、儀器儀表模擬系統(tǒng)都要從車輛動力學(xué)模型中獲取數(shù)據(jù)，車輛實(shí)時動力學(xué)模型是車輛模擬器的核心。
3、參數(shù)濾波分解，由于車輛高、低頻運(yùn)動分別由六自由度平臺和抖振座椅模擬，因此必須將車輛實(shí)時動力學(xué)解算出來的參數(shù)在車輛坐標(biāo)系的垂向進(jìn)行高低頻分解。
4、動感模擬算法，由于六自由度平臺運(yùn)動空間的限制，使其不能完全模擬車輛的運(yùn)動，必須使用動感模擬算法，又稱動感模擬算法(，將車輛的運(yùn)動學(xué)參數(shù)(加速度、角速度)進(jìn)行濾波、限幅等一系列處理。即使車輛動力學(xué)模型解算出的數(shù)據(jù)再準(zhǔn)確，如果動感模擬算法處理不當(dāng)，會使得六自由度平臺的運(yùn)動和期望的的運(yùn)動相差很大，甚至形成的錯誤的運(yùn)動暗示，造成模擬器疾病和不適，達(dá)不到模擬的效果，因此，動感模擬算法是運(yùn)動模擬的關(guān)鍵。
5、平臺運(yùn)動變換及運(yùn)動學(xué)反解，由于動感模擬算法的輸入可以是車輛質(zhì)心的運(yùn)動學(xué)參數(shù)，也可以是車輛上其它點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)參數(shù)，因此必須依據(jù)車輛、模擬器座艙、平臺三者之間的關(guān)系進(jìn)行運(yùn)動變換，然后求取平臺的運(yùn)動學(xué)反解，得到六個液壓分支的伸長量，平臺運(yùn)動變換及運(yùn)動學(xué)反解是平臺運(yùn)動控制的輸入?yún)⒄諚l件。
6、六自由度平臺和抖振座椅運(yùn)動實(shí)現(xiàn)，平臺的軟件硬件系統(tǒng)根據(jù)六個液壓缸的伸長量，控制液壓缸的運(yùn)動，進(jìn)而得到上平臺的運(yùn)動，抖振座椅實(shí)現(xiàn)車輛垂向高頻運(yùn)動，車輛乘員感受模擬座槍及座椅的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)動的模擬，六自由度平臺和抖振座椅運(yùn)動實(shí)現(xiàn)是車輛模擬器運(yùn)動模擬的保障。
上述六個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣、缺一不可，各環(huán)節(jié)相互協(xié)同完成車輛運(yùn)動的模擬。才能模擬車輛真實(shí)運(yùn)行工況下車輛乘員體驗(yàn)到的運(yùn)動振動感覺、視覺、聽覺、觸覺等外部刺激，營造一個逼真的、沉浸感強(qiáng)的模擬環(huán)境。
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