Simulink汽车仿真实例精编版

第5章Simulink仿真实战——车辆典型部件建模仿真（10学时）内容概览1.2.3.4.5.引例：用Simulink对微分方程建模仿真一个发动机模型离合器接合/分离模型防抱死制动系统（ABS）半车模型悬架系统2引例用Simulink对下列微分方程进行建模仿真?x??2x?u（u为常数）x(t)?ue?2t3基本步骤1.2.3.4.5.6.7.8.9.启动MATLAB启动Simulink新建一个模型保存模型选择合适的模块模块操作信号线操作仿真参数设置开始仿真4扩展步骤1.示波器设置2.多个示波器分别显示多条曲线3.在一个示波器中显示多条曲线5实战1：一个发动机模型根据下列数学模型，用Simulink建模仿真。1.节气门开度（输入）：2.负载扭矩（输入）：6实战1：一个发动机模型3.进入进气歧管的空气质量速度：7实战1：一个发动机模型4.进气歧管的压力变化速度：8实战1：一个发动机模型5.离开进气歧管的空气质量速度（即进入气缸的空气质量速度）：9实战1：一个发动机模型6.发动机扭矩：10实战1：一个发动机模型7.发动机角加速度：11实战1：一个发动机模型用到的模块一览：1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.常量阶跃示波器终端增益加减乘除求最值判正负汇总器开关ConstantStepScopeTerminatorGainSumProductMinMaxSignMuxSwitchSourcesSourcesSinksSinksMathOperationsMathOperationsMathOperationsMathOperationsMathOperationsSignalRoutingSignalRouting12实战1：一个发动机模型用到的模块一览：1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.关系运算符积分器饱和环节单位延迟初始条件函数子系统输入输出触发器RelationalOp.IntegratorSaturationUnitDelayICFcnSubSystemIn1Out1TriggerLogic&BitOp.ContinuousDiscontinuitesDiscreteSignalAttributesUser-DefinedFcnPorts&SubsystemsPorts&SubsystemsPorts&SubsystemsPorts&Subsystems13作业完成各个子系统的建模。下节课将这些子系统组装成一个完整的发动机模型。14实战1：一个发动机模型Simulink模型：throttlethetadotmaidotmaidotPmTerminator2part1PmmaidotmaoPmTerminator1part3part4Ndotmao1sTerminatorIntegratorPmmaoTerminator3part5Nedge180valvetimingmass(k)mass(k+1)maT_engNT_loadT_loadNtriggerT_engcompressionpart6part2part730/piGainScope115Scope实战1：一个发动机模型仿真结果 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ：1.负载减小，发动机转速升高并趋于稳定；2.节气门开度增加，发动机转速升高并趋于稳定；3.负载增大，发动机转速下降并趋于稳定。231发动机转速曲线16实战1：一个发动机模型发动机转速闭环控制加入一个离散控制器（PI控制器），通过一个快速节气门执行器调节发动机转速，使得负载转矩的变化对发动机转速的影响最小。17实战1：一个发动机模型发动机转速闭环控制模型DesiredrpmspeedsetpointThrottlesettingNthetadotmaidotmaidotPmTerminator2PIcontrollerPmmaidotmaoPmTerminator1part3part4Ndotmao1sTerminatorIntegratorPmmaoTerminator3part5Nedge180valvetimingmass(k)mass(k+1)maT_engNT_loadT_loadNtriggerT_engcompressionpart6part2part730/piGainScope1Scope18实战1：一个发动机模型发动机转速闭环控制发动机转速曲线负载扭矩曲线节气门开度曲线19作业建立一个完整的带PI转速控制器的Simulink发动机模型（可参考enginewc.mdl）。20实战2：离合器接合/分离模型一个离合器集中参数模型21实战2：离合器接合/分离模型参数定义：Tf22实战2：离合器接合/分离模型摩擦扭矩：最大动摩擦扭矩：最大静摩擦扭矩：对于非金属材料的当量半径23实战2：离合器接合/分离模型离合器保持接合所需要的摩擦扭矩：24实战2：离合器接合/分离模型接合/分离的有限状态机（FSM）：接合条件分离条件lockunlock原状态mem执行动作locked说明00001111001100110101010101001110保持分离态保持接合态保持分离态切换至分离态切换至接合态保持接合态切换至接合态切换至分离态25实战2：离合器接合/分离模型基本模块介绍：使能子系统：当使能端口的控制信号为正时，子系统执行（sys_enable.mdl）；触发子系统：子系统只在触发事件发生的时刻执行，并保持该时刻的输出直至下一次触发事件发生（sys_trigger.mdl）；逻辑运算“NOT”：（sys_not.mdl）；26实战2：离合器接合/分离模型基本模块介绍：HitCrossing： 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 输入从指定方向上到达或通过指定点（sys_hit.mdl）；Goto/From：信号的跳转。注意Tag的可见性；Memory：存储模块（sys_memory.mdl）；CombinatorialLogic：组合逻辑模块；27实战2：离合器接合/分离模型Simulink模型：TinTinslippingTfmaxkwvweNOTScopeTfmaxkFnFnTfmaxsTinwpart61Gain1lockedlockedScope2Tinlock回调函数的使用1GainunlockTfmaxsTfScope1logic28实战2：离合器接合/分离模型仿真曲线：紫色：发动机输入扭矩黄色：离合器夹紧力青色：最大静摩擦扭矩红色：保持接合的摩擦扭矩29实战2：离合器接合/分离模型仿真曲线：紫色：主动盘转速黄色：从动盘转速青色：接合后转速30作业1、复习各类基本模块；2、对离合器接合/分离模型进行建模仿真。31实战3：防抱死制动系统（ABS）单轮制动数学模型：?v?Vv/Rrslip?1??w/?v?vVvRrTbd?wI?FfRr?TbdtdVvm??FfdtFf??FzFfFz10.90.80.70.60.50.40.30.20.1000.10.20.30.40.50.60.70.80.91??f(slip)32实战3：防抱死制动系统（ABS）Simulink模型：Scope2Scope3100TB.s+1bangbangcontrollerctrlyoutm*g/4muslipfrictioncurveWeight1sSTOPslpScopeVehiclespeed1sstoppingdistanceRr1/RrwvHydraulicLagScope4Scope5Scope11/I1sWheelspeed0.2Desiredrelativeslip1sBrakepressureKfforce&torqueww-1/m1.0-u(1)/(u(2)+(u(2)==0)*eps)relativeslip33实战3：防抱死制动系统（ABS）基本模块介绍：1.2.3.4.传递函数TransferFcnContinuous查找表LookupTableLoopupTables积分器（限幅）IntegratorContinuous终止仿真StopSinks防止“除零”而采取的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ：1.0–u(1)/(u(2)+(u(2)==0)*eps)必定非零！34实战3：防抱死制动系统（ABS）Simulink模型精讲bangbang控制器原理：??Um,En?aUk????Um,En??a??1,En?0Uk????1,En?0制动系液压管路：一阶惯性环节100G(s)?TB.s?135实战3：防抱死制动系统（ABS）仿真曲线：ctrl=1，ABS制动车轮角速度曲线紫色：车轮前进速度折算角速度黄色：车轮实际角速度滑移率曲线黄色：实际滑移率36实战3：防抱死制动系统（ABS）仿真曲线：ctrl=0，非ABS制动车轮角速度曲线紫色：车轮前进速度折算角速度黄色：车轮实际角速度滑移率曲线黄色：实际滑移率37实战3：防抱死制动系统（ABS）仿真曲线：ABS制动与非ABS制动效果对比900800非ABS制动制动距离（feet）7006005004003002001000ABS制动020040060080010001200140016001800制动时间（x10-2s）38作业1、复习各类基本模块；2、对防抱死制动系统进行建模仿真。39实战4：半车模型悬架系统半车模型悬架系统：40实战4：半车模型悬架系统前悬架作用力和扭矩数学模型：41实战4：半车模型悬架系统后悬架作用力和扭矩数学模型：42实战4：半车模型悬架系统力平衡方程：扭矩平衡方程：43实战4：半车模型悬架系统Simulink模型：1/Iyy1/Inertia1sdottheta1sthetadottheta1/Mb1sdotz1szroadheighthMyMy9.81MbMassdotzpitchtorquethetadotthetazdotzfrontforcepitchtorquethetadotthetazdotzrearforcefrontsuspensionFfFrrearsuspension44实战4：半车模型悬架系统151050-5012345678910x10-3VehicleSuspensionModelSimulationhMy100500070006500600055005000450012345678910Ff012345678910Fr0123456789100.1dotz0-0.150x10-312345678910dottheta045-5012345timeinseconds678910作业1、对半车模型悬架系统进行建模仿真。46