CarSim与Simulink联合仿真 - 图文
更新时间:2023-11-10 02:07:01 阅读量: 教育文库 文档下载
CarSim与Simulink联合仿真
1 软件介绍
在MATLAB中,Simulink是用来建模、仿真和分析动态多维系统的交互工具。可以使用Simulink提供的标准模型库或者自行创建模型库,描述、模拟、评价和精化系统行为,同时,Simulink和MATLAB之间的联系十分便捷,可以使用一个灵活的操作系和应用广泛的分析和设计工具。最后,除了可以使用Simulink建模和仿真之外,还可以通过其他软件联合来完成更多的分析任务,如CarSim、ADAMS、AMEsim等许多软件。
CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件,CarSim模型在计算机上运行的速度比实时快3-6倍,可以仿真车辆对驾驶员,路面及空气动力学输入的响应,主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性,同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程,详细的定义整车各系统的特性参数和特性文件。CarSim软件的主要功能如下:
? 适用于以下车型的建模仿真:轿车、轻型货车、轻型多用途运输车及SUV; ? 可分析车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、制动性及平顺性; ? 可以通过软件如MATLAB,Excel等进行绘图和分析; ? 可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果;
? 包括图形化数据管理界面,车辆模型求解器,绘图工具,三维动画回放工具,功率
谱分析模块; ? 程序稳定可靠;
? 软件可以实时的速度运行,支持硬件在环,CarSim软件可以扩展为CarSim RT,
CarSim RT 是实时车辆模型,提供与一些硬件实时系统的接口,可联合进行HIL仿真;
? 先进的事件处理技术,实现复杂工况的仿真; ? 友好的图形用户界面,可快速方便实现建模仿真; ? 提供多种车型的建模数据库;
? 可实现用户自定义变量的仿真结果输出; ? 可实现与simulink的相互调用; ? 多种仿真工况的批运行功能;
2 CarSim与Simulink联合仿真
2.1 Simulink接口
1) 变量由Simulink导入CarSim(导入变量)
可由Simulink导入到CarSim中的变量可达160多个,主要分为以下几部分: ? 控制输入
? 轮胎/路面输入 ? 轮胎的力和力矩 ? 弹簧及阻尼力 ? 转向系统的角度 ? 传动系的力矩
? 制动力矩及制动压力 ? 风的输入
? 任意的力和力矩 图2.1 CarSim导入变量分类
我们可以在Simulink中定义变量,也可以在其他软件中定义并导入Simulink模型中,导入的变量将叠加到 CarSim内部相应的变量中。
2)变量由CarSim导入Simulink(导出变量)
导出变量可以应用于用户自定义的Simulink模型,CarSim的导出变量多达560之多,如车辆的位置、姿态、运动变量等。
图2.2 CarSim导出变量分类
图2.3为CarSim软件所提供的一个CarSim与Simulink联合仿真的例子
图2.3 简单驾驶员模型
2.2 CarSim与Simulink联合仿真
以CarSim中所提供的与Simulink联合仿真的一个例子为例(稍有修改),来介绍CarSim与Simulink联合仿真的整个过程。 例:
车型 初始车速 节气门开度 档位控制 制动 方向盘转角 路面 仿真时间 仿真步长 B-class,Hatchback:No ABS 65km/h 0 闭环四档模式 2s后紧急制动 0deg 对开路面 10s 0.001s 说明:选用同一车型的两辆汽车,同样的仿真工况,但其中一辆加入在Simulink中建立的ABS控制器,相当于一辆汽车带有ABS,而另一辆汽车没有带ABS,方便对比。
(1) 双击桌面上CarSim的图标,运行CarSim,这里选用是的CarSim8.0版本;
(2) 出现‘选择数据库’对话框,如图2.4所示,选择好数据库文件夹后点击‘Continue with the selected database’,若想要不再出现此对话框,可以将左下角‘Don't show this window the next time you start’选中;
图2.4 选择数据库
(3) 然后将会出现如图2.5所示的对话框(‘许可设置’),选择‘Select’,即可打开CarSim的主界面,如图2.6所示;
图2.5 许可设置
图2.6 CarSim主界面
由图2.6可以看到在CarSim主界面中,主要有三大部分:车辆参数及仿真工况的设置、数学模型求解、后处理。用户可以修改车辆参数,根据需要来设置仿真工况,图2.6中所示为双移线仿真工况。在后处理部分,可以显示模型的仿真动画及绘制仿真曲线,如图2.7。
图2.7 仿真动画与曲线
(4) 点击,来新建一组dataset,如图2.8,在两个文本框中分别输入'Example'和'ABS',然后点击'set',以完成新建。
图2.8 新建dataset
(5) 选择'datasets'下拉菜单,看有何不同,如图2.9。
图2.9 第(4)步中所建的dataset
(6) 点击图2.10(a)中的下三角,选择相应的车型,如图2.10(b)。
(a) (b)
图2.10 选择车型
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