Simulink汽车仿真实例PPT课件

1、.,1,第5章 Simulink仿真实战车辆典型部件建模仿真,（10学时）,.,2,内容概览,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,.,3,引例,用 Simulink 对下列微分方程进行建模仿真,（u 为常数）,.,4,基本步骤,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,.,5,扩展步骤,示波器设置 多个示波器分别显示多条曲线 在一个示波器中显示多条曲线,.,6,实战1：一个发动机模型,根据下列数学模型，用 Simu

2、link 建模仿真。,负载扭矩（输入）：,节气门开度（输入）：,.,7,实战1：一个发动机模型,进入进气歧管的空气质量速度：,.,8,实战1：一个发动机模型,进气歧管的压力变化速度：,.,9,实战1：一个发动机模型,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）：,.,10,实战1：一个发动机模型,发动机扭矩：,.,11,实战1：一个发动机模型,发动机角加速度：,.,12,实战1：一个发动机模型,用到的模块一览： 常量ConstantSources 阶跃StepSources 示波器ScopeSinks 终端TerminatorSinks 增益GainMath Operations 加

3、减SumMath Operations 乘除ProductMath Operations 求最值MinMaxMath Operations 判正负SignMath Operations 汇总器MuxSignal Routing 开关SwitchSignal Routing,.,13,实战1：一个发动机模型,用到的模块一览： 关系运算符Relational Op.Logic & Bit Op. 积分器IntegratorContinuous 饱和环节SaturationDiscontinuites 单位延迟Unit DelayDiscrete 初始条件ICSignal Attributes 函数

4、FcnUser-Defined Fcn 子系统SubSystemPorts & Subsystems 输入In1Ports & Subsystems 输出Out1Ports & Subsystems 触发器TriggerPorts & Subsystems,.,14,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。,.,15,实战1：一个发动机模型,Simulink 模型：,.,16,实战1：一个发动机模型,仿真结果分析：,负载减小，发动机转速升高并趋于稳定； 节气门开度增加，发动机转速升高并趋于稳定； 负载增大，发动机转速下降并趋于稳定。,发动机转速曲线,.,17,

5、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。,.,18,实战1：一个发动机模型,发动机转速闭环控制模型,.,19,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,.,20,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） 。,.,21,实战2：离合器接合/分离模型,一个离合器集中参数模型,.,22,实战2：离合器接合/分离模型,参数定义：,.,23,实战2：离合器接合/分离模型,

6、摩擦扭矩：,最大动摩擦扭矩：,最大静摩擦扭矩：,.,24,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：,.,25,实战2：离合器接合/分离模型,接合/分离的有限状态机（FSM）：,.,26,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）；,.,27,实战2：离合器接合/分离模型,基本模块介绍：,Hit Crossing：检测

7、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）；,Combinatorial Logic：组合逻辑模块；,.,28,实战2：离合器接合/分离模型,Simulink模型：,回调函数的使用,.,29,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,.,30,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,.,31,作业,1、复习各类基本模块；

8、 2、对离合器接合/分离模型进行建模仿真。,.,32,实战3：防抱死制动系统（ABS）,单轮制动数学模型：,.,33,实战3：防抱死制动系统（ABS）,Simulink模型：,.,34,实战3：防抱死制动系统（ABS）,基本模块介绍：,传递函数Transfer FcnContinuous 查找表Lookup TableLoopup Tables 积分器（限幅）IntegratorContinuous 终止仿真StopSinks,防止“除零”而采取的措施： 1.0 u(1) / (u(2) + (u(2) = 0) * eps),.,35,实战3：防抱死制动系统（ABS）,Simulink模型精

9、讲,bangbang 控制器原理：,制动系液压管路：一阶惯性环节,.,36,实战3：防抱死制动系统（ABS）,仿真曲线： ctrl=1，ABS制动,滑移率曲线 黄色：实际滑移率,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,.,37,实战3：防抱死制动系统（ABS）,仿真曲线： ctrl=0，非ABS制动,滑移率曲线 黄色：实际滑移率,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,.,38,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,.,39,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。,.,40,实战4：半车模型悬架系统,半车模型悬架系统：,.,41,实战4：半车模型悬架系统,前悬架作用力和扭矩数学模