Trucksim汽车模型

1、1.TRUCKSIM动力学模型TruckSim软件是由美国机械仿真公司（MechanicalSimulationCorporation,简称MSC,专门研究汽车动力学软件的专业公司）开发的专为卡车、客车和挂车动态仿真开发的工业仿真软件。TruckSim提供的车型种类几乎涵盖了世界上大部分卡车和客车。由丁软件操作的方便性与仿也的实时性，使其成为许多汽车制造商及研发单位的有力工具，被广泛地应用丁现代汽车系统的开发TruckSim采用面向特性的参数化建模手段，用于仿真及分析轻型货车、大客车、重型半挂车、重型卡车、多轴军用汽车，其中包括具有双轮、非对称转向系统、多轴以及单个或多个拖车的情况等车辆，对驾

2、驶员操纵（转向、制动、加速）、3D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。TruckSim软件优点：（1）使用方便Trucksim主要由图形化数据库、 车辆数学模型及求解器、 仿直动血显示器和绘图器四部分组成。所有组成部分都由一个图形用户界面来控制。用户通过点击“RunMathModel”来进行仿真。通过点击“Animate”按钮可以以三维动画形式观察仿真的结果。点击中lot”按钮可以察看仿真结果曲线。很短的时间内，你就可以掌握TruckSim的基本使用方法，完成一次简单仿真并观察仿真结果:所要设置或调整的特性参数都可以在图形界面上完

3、成。包括整车（二、三、四轴）模型数据库、控制输入（速度、转向、制动、油门、驾驶员模型、路面信息）数据库、仿真设置（仿真起始时间、距离和仿真频率）数据库。150多个图形窗口使用户能够访问车辆的所有屈性，控制输入，路面的几何形状，绘图及仿真设置。利用TruckSim的数据库建立一个军辆模型并设置仿真，况，在很短的忖间内即可完成。在数据库里有一系列的样例并允许用户建立各种组件、车辆及测试结果的库文件。这一功能使得用户能够迅速地住所做的不同仿真之间切换，对比仿真结果并作相应的修改。车辆及其参数是利用各种测试手段所得到的数据和表格，包括实验测试及悬架设计软件的仿真测试等。TruckSim为快速建立车辆模

4、型提供了新的标准。对于控制输入，TruckSim可以接受制动和转向角输入的时间关系曲线(开环控制)。它也具有对于转向(驾驶员模型)和速度控制的闭环控制选项。(2)报告与演示TruckSim输出的数据可以导出并添加到报告、excelI：作表格及PowerPoint演示中。仿真的结果也可以很方便地导入到各种演示软件中o(3)快速将整车数学模型与计算速度很好地结合在一起，车辆模型在主频为3GHz的PC机上能以卜倍于实时的速度运行。 这使得TruckSim很容易支持硬件在环(HIL)或软件在环(SIL)所进彳j的实时仿真。TmckSim支持AppliedDynamicsIntemational(ADI

5、),A&D,dSPACE,ETAS,OpaLRT及其它实时仿真系统。TruckSim这一快速特性也使得它可以应用于优化及试验设计等。(4)精度及验证TruckSim建立在对车辆特性几十年的研究席础之匕通过数学模型来表现车辆的特性。每当加入新的内容时，都TT相应的实验来验证。使用TruckSim的汽车制造商及供应商提供了很多关于实验结果与TruckSim仿真结果致性的报宵。(5)标准化及可扩展性InickSim可以在一般的Windows系统及便携式电脑上运行。TruckSim也可以在用于实时系统的计算机上运行。数学模型的运动关系式已经标准化并能和用户扩展的控制器,测试设备,及子系统协调工

6、作。这些模型有以卜三种形式：TruckSim门带的内嵌模块嵌入模型fKjMATLAB/SimulinkS函数具有为生成单独EXE文件的订扩展C代码的库文件。TruckSim软件的MatlabCMEX函数nJ在Simulink环境中使用,可以快速建立控制器开发的数学模型。(6)有效、稳定、可靠TruckSim包括了车辆动力学仿真及观察结果所需的所有工具。MSC利用先进的代码自动生成器来生成稳定nJ.兔的仿真程序，这比传统的手工编码方式进行软件开发要快很多。2.虚拟车辆整车动力学建模2. 1整车建模整乍建模主要足对乍辆的繁体尺寸、质量及绕各传动釉的转动惯量进行建模。包括赞我质量建模界面和 II：簧

7、载质量建模界面,黄载质量建模针时乍辆簧载质量、车身长宽高、质心位置以及:空各个轴的转动惯量，界面设置如图 2-1 所示。本文仿真所用虚拟乍辆原型为苏州金龙牌KLQ6125D 系列客车。整车整备质量为 14000kg,其中簧载质量 12240kg,非簧载质量 O 非费我质量以及前后轮距建模包含在悬架系统建模中 U2. 2轮胎建模轮胎是车辆动力学分析中承要组成部分，轮胎特性宜接影响乍辆的动力性、制动性、操纵稳定性、平顺性及安公性。TruckSim 中轮胎建模主要包括轮胎的外形尺寸、稔态力学特性、瞬态响应特性以及动力学迟滞损失。 其中最重变的是轮胎力学特性建模该部分建模可以采川实险数据建模，也可以采

8、用经验或半经脸轮胎模型通过参数设置建模。轮胎力学特性包括纵向力、侧向力、回正力矩，合理的轮胎特性才能在仿真时正确反应车辆状态 sKLQ6125D 采用米其林(型号295/80R22.5,840kPa)轮胎， 前轴单胎， 后轴双胎。 因轮胎多处于联合工况， 本文采用 MagicFormula轮胎模型对该型号轮胎建模,建模简单且既可以反应轮胎在纯工况下的力学特性，又可以反映轮胎在联合工况下的力学特性。2. 3动力总成设置年辆动力总成包括发动机和传动系统，发动机设置主坡是发动机外特性曲线描述，传动系统设置包括离合器、变速器和主减速器。KLQ6125D 客午采用 D2066LOH11 发动机,额定功率

9、287kw/1900rpm,变速器为手动六档,各挡传动比： I挡6.32,II挡3.62,川挡2.15,IV挡1.37,V挡LOO,VI挡 0.81,倒挡 5.81。最高午速 125km/h,根据发动机特性,轮胎尺寸以及变速器传动比，确定主传动比为 4.0。变速器换挡策略直接影响仁辆的动力性能，关系到乍辆能否在短时间内加速至期望.不速从而 I：路行驶。Trucksim 中换挡策略包含开环拄制和闭环控制两种.开环控制可以将档位始终置于某档位也可以连续加档，连续加档由亦先确定的档位随时间变化策略进行换战操作；闭环控制采用门动的换档策略，自动实现离合器结合或脱离如图（）所示为一种开环换档策略，由*一

10、档换至二档时以及二档换至三档时间隔较短，以便于车辆能从起步状态迅速加至2. 4悬架系统建模悬架系统对车辆的操纵稳定性和行驶平顺性影响较大。 TruckSim 中提供多种可供选择的悬架形式:独立悬架、非独型欧、简化独立悬架和简化非独立悬架。根据实际仿真需要，可以选择非线性形 K 或线性化形式。悬架系统的刚度、阻尼以及减震器的相关参数均可进行设置，悬架系统建模界面还提供轮距和黄裁质量设置。2.5 转向系统TnickSim 中转向系统设置主要是转向轴的设置,提供三种形弋转向轴:长型、中型和短型。可以根据需要设置传动比,以及转向系统的非线性性质。转向控制分为开环控制和闭环控制以及某一乍速,之后换档间隔

11、较长，以便稳定乍速，使乍柄不至处于危险状态。ctrfnIE3rvtf33Jrtie5aA?grvOnwairxawnwlroimLetP*CW KOBYGfle，MWE，C)NoCirCKgng.Honr*errrtfl-Cl7AY1VNfV， IliMBIBBal。片XhecniniThtJdMepqER%，”4，UU)，ipW同懂*1pcnea驾驶员在环控制。TruckSim 中提供多种形式的制动系统:气压制动、液用制动、有 ABS、ABSO制动控制可以采用常压制动、阶梯增东、根据实险数据设置出力调节方式以及根据+辆当前运行状态采用相应控制策略控制压力。2.6制动系统llvrmrwalbe

12、dlrsyxtr*lotonewhrrlLne348TiwcnjucfrHp0#.wyg+AUSCofttiolSettmqs_MXdtsabirfFe；njncsIELsnctvitUnbrakehr(aaicctrrilelCV心eu：e)iinl!dtoa6J8aprsm40ng：Gw今如“OLAUtUdmihev*hJ?：txdbo/v?:celledcU-oft.IIUKIPiescufeProportonsr) )aUertMeP/EmxUri7G，in二jNote:(hok。CoHrohCcidrpZtoKcgg，帆SI冷”袱忖,“djrtrrnr-iTegtrveaotihco

13、wolvzrathijPBr-COHWhenyouuiettbfabefvndel9urccntefluidDynawcIS limeLunHaniRbME03IhdItontpM( (0ei%sMd%gate91累“”UZWCAa*HWdrqS。X2,1*尸，BJZK*KX、wiftrCornfl*tw4*MTACT.2”CTW*Bpr9V*tkAO。/了）QJJjr广Hi1一”二ssTWO9LMMWIr10FS:。6-3.2外部环境4输入输出模块TruckSim 支持 MATLAB/Simulink、LabVIEW、ASCET、dSPACE 等。外部模型或硬件在坏变量可以输入给 Truck

14、Sim,TruckSim 也可以将其变量输出给外部模型或硬件在坏模型。例如当需要在原有乍辆基础上加装诸如 ABS、主动转向、DYC、ESP 等捽制系统时，则需采用 TruckSim/database中的 Simulink 模型。军辆仿真运行时将 TruckSim 下柄生成一个 S-Function 函数，该函数的输入为 Simulink 的输出，该函数的输出为 Simulink 的输入。4.1输入TruckSim 的输入即是 Simulink 的输出，由 Simulink 导入 TruckSim 的变量多达 354 个。T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 任意的力和力矩我们可以在 Simulink 中定义变量,也可以在在他软件中定义并导入 Simulink 模型 M，导入的变量将以二种可选择方式作用到 TruckSim 内部相应的变量中，用户可以选择需要的设置一这三种方式分别足：替换内部相应的变量，益加至内部相应的变量和与内部相应的变量相乘。4.1输出TruckSim 的输出即是 Simulink 的输入,由 TruckSim 导入 Simulink 的变量