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车辆的侧倾状态一般难以通过测量直接获取，为了准确识别车辆的侧倾状态，建立三自由度车辆侧倾模型（图2-6），即在二自由度车辆模型上追加了侧倾运动。相对于分布式驱动乘用车，侧倾运动对分布式驱动商用车的驱动控制策略设计影响更大。简化模型需要做出如下假设：
1）假设车辆纵向车速保持恒定。
2）假设车辆处于平坦、干燥的沥青路面上。
3）当车辆发生侧倾时，车辆质心位置保持不变。
4）车辆轮胎处于线性区间。
5）忽略空气阻力对车辆的影响。
车辆沿 y 轴方向的侧向动力学方程可以表示为
车辆绕 z 轴的横摆动力学方程可以表示为
车辆绕 x 轴的侧倾动力学方程可以表示为
图2-6 三自由度车辆侧倾模型
由于车辆纵向速度保持不变，且前轮转角和侧倾角较小，可以做出如下简化：
式（2-32）～式（2-41）中， m 为车辆簧上质量； a y 为侧向加速度； e 为车辆质心到侧倾中心的距离； φ 为侧倾角； F y f 和 F y r 分别为车辆前、后轴轮胎受到的来自地面的侧向作用力； δ 为前轮转角； I z 为绕 z 轴的转动惯量； ω 为横摆角速度； a 为前轴到质心的距离； b 为后轴到质心的距离； K φ 为车身侧倾刚度； C φ 为侧倾阻尼系数； K f 和 K r 分别为前、后轴轮胎的侧倾刚度； f α 和 r α 分别为前、后轴轮胎的侧偏角； v x 和 v y 分别为车辆纵向车速和侧向车速； β 为质心侧偏角。
将式（2-32）～式（2-41）整理成状态空间方程，可得
其中，状态变量 X 的表达式为
矩阵 A 的表达式为
矩阵 B 的表达式为
