车辆驾驶模拟器能够给驾驶人员提供接近真实环境下的驾驶感受,被广泛的应用到车辆的设计、驾驶人员的行为研究等领域。课题以研发低成本、娱乐型的车辆驾驶模拟器为目标,通过开发数据接口软件,将赛车游戏、游戏外设、运动系统集成起来成为带体感模拟的驾驶模拟器;针对气动人工肌肉驱动的运动系统,提出带有顺馈补偿的逆静力学开环的运动控制方法,旨在降低开发和后期维护的成本。制定了基于气动人工肌肉的低成本车辆驾驶模拟器的总体技术方案。将系统划分为了驾驶模拟平台、数据接口软件、虚拟视景和音效系统,气动系统等几部分,并对其硬件组成进行了介绍;分析了整个系统的工作原理与流程;对系统的关键技术进行了总结:针对现有的赛车游戏软件、游戏外设等难以集成在一起组成带体感模拟的驾驶模拟器,提出开发数据接口软件;针对目前的运动控制方法在气动人工肌肉驱动的并联平台上运行不稳定、且较多的传感器会带来较高的成本,提出了基于逆静力学开环的运动控制方法。开发驾驶模拟器的车辆动力学模型的数据接口软件。以QT作为GUI框架,应用C++语言进行数据接口软件的开发。数据接口软件作为驾驶模拟器的驱动程序,将赛车游戏软件、运动平台结合了起来,软件可以利用虚拟视景中的车辆动力学模型,从中获取车辆运行过程中的加速度、角速度等信息,并且可以以100Hz的速率传输到运动控制软件,满足运动控制的需求;此外,软件还兼具修改游戏配置文件的功能,便于应用。研究气动人工肌肉驱动的车辆驾驶模拟器应用开环控制的可行性。分析气动人工肌肉的数学模型,得出气动人工肌肉的内腔气压、受力状态完全可以决定其位置状态的结论,从模型的角度提出了气动人工肌肉应用开环控制的可行性。为了研究这种可行性,在Sim Mechanics中搭建运动平台的仿真模型,并分别对仿真模型应用基于逆静力学闭环和开环的两种运动控制方法,研究得出:在一定的顺馈补偿下,气动人工肌肉驱动的六自由度并联平台应用基于逆静力学开环的运动控制方法可以满足设备的性能要求。结合赛车游戏、数据接口软件、开环运动控制方法等,对加速、转弯等驾驶过程进行了仿真。完成了气动人工肌肉驱动的车辆驾驶模拟器的调试工作和典型驾驶工况下的实验。在一定程度上验证了基于逆静力学开环运动控制方法的可行性。