TESISOverview

1、TESIS OverviewTESIS DYNAware-虚拟车辆实时仿真软件电子控制系统是汽车工业的主要创新领域。一个灵活的仿真环境对于减少ECU软硬件开发的时间和花费而言是至关重要的。Tesis公司是德国一家专门从事车辆仿真研究工作的高科技公司，长期以来一直为Audi、BMW、Ford等国际性大的整车厂商提供车辆开发所需的仿真模型及工具，用于支持电控系统和机械车辆部件的开发。TESIS DYNAware产品针对控制系统开发人员、测试工程师和设计工程师的不同需求提供完整的解决方案。TESIS DYNAware提供一种具有实时能力的虚拟车辆,它由高精度的车辆动力学模型veDYNA、发动机动力学

2、模型enDYNA、液压制动系统模型RealtimeBrake Hydraulics以及动画软件DYNAanimation组成。在电控系统的概念设计阶段，用户可以使用Tesis DYNAware模型仿真被控对象(发动机或者整车)，用自己开发的控制算法控制Tesis模型，在MATLAB/Simulink环境下进行离线仿真，验证控制算法。在应用硬件在回路仿真技术进行自动化测试的应用阶段，用户可以将Tesis DYNAware模型下载到dSPACE实时硬件仿真平台上，在实验室环境下模拟真实的发动机或者整车。用户使用待测控制器控制Tesis DYNAware仿真的虚拟发动机或者整车，进行实时仿真，验证控

3、制器的性能。Tesis DYNAware提供已经被充分验证的虚拟车辆环境，其产品特点如下：半物理模型-综合物理建模和MAP图建模两种方法搭建，既能精确仿真实际车辆，又能兼顾实时仿真对模型运行速度的要求，满足电控系统开发的需求支持NI等实时硬件平台全参数化模型-模块和参数完全独立，用户可以通过修改参数，方便的将同一模型配置为不同参数的发动机或者车辆模块化结构、模块库丰富基于Simulink环境-用户可以方便的对TESIS DYNAware模型进行修改或者整合已有模型适用性好-可以仿真不同类型的发动机和车辆ve-DYNA-Vehicle Dynamics车辆动力学模型ve-DYNA提供了车辆动力学

4、的实时模型，它包含人、车、路三个仿真要素，可以表现车辆在特定的环境下完成特定的驾驶任务。用户基于模型就能开发自己的控制算法或者部件，然后通过离线仿真和硬件在回路仿真来进行检验和验证。只需要进行鼠标键盘的操作，就可以对种种的动力学问题进行分析，比如悬架动力学、车辆动力性或操纵稳定性，从而减少昂贵费时甚至是危险的实车试验。用户可根据自己工程选择合适的车型(轿车，货车，拖车)和适当的版本(初级，标准，高级)就能实现不同的应用。模型由高精度的车辆模型、三维路面模型、多种操纵控制行为模型以及虚拟的驾驶员模型组成，模型的数据管理和仿真控制都是通过一个图形化的用户界面实现。完全非线性和参数化的ve-DYNA

5、车辆模型基于Rill教授复杂建模理论开发,模型包含的部件有底盘、车轴、各个轴的转向、制动、传动系、发动机、变速箱和车轮。底盘被建模为多体系统(MBS)，包含刚性车体、车轮和连有可变负载的车体。悬架可以被描述为非线性的动力学特性表格或者多体轴模型。模型的数值稳定性和实时性是通过半隐式积分数值方法和车辆模型优化的运动方程来保证。ve-DYNA产品针对客户的需求提供了三个版本，提供了不同灵活程度：ve-DYNAStandard用于实时应用和快速概念研究的Matlab/Simulink环境下的带有详细模型参数化的普通车辆动力学模型。开放的和模块化的结构可以确保在Simulink中进行模型修正和模型扩展

6、。针对高级的悬架设计分析提供了实时的多体轴模型。针对主要的实时硬件平台通过RTW进行代码生成。应用对象为专家级的客户。ve-DYNALight与ve-DYNA Standard相比减少了悬架和轮胎模型的参数要求。软件应用于Matlab/Simulink环境，带有数据任务操作的图形化用户界面。针对主要的实时硬件平台通过RTW进行代码生成，应用对象为用于不了解车辆动力学专业知识的应用工程师。ve-DYNAEntry Matlab环境下预先定义的普通车辆动力学模型。带有直观和易操作的图形化用户界面，无需Simulink。模型为车辆动力学仿真的入门级工具，主要供Demo演示使用。ve-DYNALigh

7、t和ve-DYNAStandard可以通过下列可选的扩展包进行补充：Truck扩展包ve-DYNA Standard针对卡车仿真的扩展包。包括第二级和第三级可转向后轴、8x4驱动、双排轮胎、移动座舱和发动机，扭转柔性车架。Truck Light扩展包ve-DYNA Light用于卡车仿真的扩展包、包括第二后轴、6x4驱动、双排轮胎和扭转柔性车架吊车和拖车扩展包。对ve-DYNA Standard用于附加拖车仿真的扩展包，带有一、二、三轴和双排轮胎。吊车和拖车扩展包用于仿真单轴不可转向的拖车或者具有双轴和双胎的卡车拖车。高级道路和高级驾驶员包ve-DYNA Light和Standard的扩展，用

8、于加强三维路面建模和使用高级参数化驾驶员模型进行的详细的闭环驾驶测试交通模块对ve-DYNA Light和Standard针对交通环境的扩展包。可以配置同道车和障碍物用于交通环境的仿真悬架分析工具箱用于ve-DYNA车轴模型自动参数化的悬架生成器，用于车轴概念设计的悬架编辑器，模型评价的悬架基准。Hybrid Toolbox混合动力工具箱用于配置微混合到完全混合的混合动力汽车的动力系统的各种拓扑结构。e-DYNA所有的产品包都包含：预先定义的，直接可用的车辆模型样例仿真程序充足的文件和联机帮助(数据参考，模型概述等)包含车辆模型部件模库块以及效用函数的Simulink库(只用于ve-DYNA

9、Light和Standard)en-DYNA-Engine Dynamics发动机动力学模型en-DYNA提供了发动机实时仿真模型，典型应用领域是发动机控制策略的开发和测试、在线故障诊断(OBD)、硬件在回路测试(HIL)台架上的控制器和部件测试以及试验室车辆的综合测试。en-DYNA模型的发动机扭矩和转速都是基于曲轴转角同步计算的，可以在考虑发动机转速不规则性的基础上进行控制策略测试。enDYNA可以用于在明确界定条件下的不同失火模式及催化剂老化的研究。en-DYNA提供完整的预先设置好的标准发动机模型。这些模型都是由标准模块组成的，这些模块被收集在Simulink库中。这种模块化的结构使得

10、用户可以方便的对各种类型的发动机进行编辑和仿真。enDYNA库中的所有模块都是通用的，用户可以通过在线帮助文档查阅参数和建模的原理.en-DYNA软件提供七个可供选择的基础包，分为Basic和THEMOS两个系列,其中THEMOS系列气体动力学和燃烧过程部分采用物理建模，燃烧过程的物理模型考虑了气门正时，多次喷射，尾气再循环和涡轮增压器控制。控制策略中考虑了基于曲轴转角变化的缸压测试。产品组成如下：enDYNAbasic SI Package自然吸气点燃式发动机基本包enDYNAbasic FDI Package自然吸气燃油直喷发动机基本包，包含带有复杂泵模型的共轨喷油系统或泵喷嘴喷油系统，均

11、质或半均质模式下的扭矩计算，本包包含enDYNA basic SI package enDYNAbasic CRTD Package涡轮增压柴油机基本包，包含入口计量阀和压力控制阀的共轨系统，泵喷嘴喷油系统或分配泵，通用涡轮增压器模型enDYNAbasic SITC Package涡轮增压点燃式发动机基本包，包含通用涡轮增压器模型，本包包含enDYNAbasic SI package.enDYNAbasic FDITC Package涡轮增压燃油直喷发动机基本包，包含通用涡轮增压器模型，本包包含enDYNA basic FDI和SITC packages enDYNATHEMOSCRTD Pa

12、ckage涡轮增压柴油机热力学仿真基本包，多次喷射，尾气再循环，基于曲轴转角计算的气缸压力，带有氧化催化器和微粒捕集器的排气系统。本包包含enDYNA basic CRTDpackage.enDYNATHEMOSSITC Package涡轮增压点燃式发动机热力学仿真基本包，包含涡轮和增压器的独立模型，尾气再循环，基于曲轴转角计算的气缸压力。本包包含enDYNA basic SITC package和SI/SITC Exhaust System Advanced Add-On针对用户对发动机各功能模块的的高级需求，enDYNA提供四个可选的附加包：Cooling System Advanced高

13、级冷却系统附加包，用于多回路冷却系统的仿真Power Net System Advanced电功率系统仿真附加包，包括蓄电池、发电机、起动电机和负载等SI/SITC Exhaust System Advanced点燃式发动机高级排气系统附加包，本附加包被包含在enDYNA Themos SITC package中FDI/FDITC Exhaust System Advanced直喷式发动机高级排气系统附加包，包含SI/SITC Exhaust System Advanced package所有发动机软件包都包含：预先配置的，可以直接使用的发动机模型包含范例数据的预处理工具用于定义操作方式的范例

14、脚本用于不同发动机仿真的Simulink库大量的文件(使用指南、数据要求、模块和功能的在线帮助文档等)Realtime Brake Hydraulics实时液压制动系统Realtime BrakeHydraulics库用于仿真不同类型的液压制动实时系统，适用于通用的制动压力控制系统开发和测试。其模块化的结构确保了可以对市场上几乎所有普通液压制动系统进行建模。用户只需对一些几何参数、制动液的物理特性和一些测试数据进行预处理。BrakeHydraulics模型架构图Realtime BrakeHydraulics可以在离线模式下用于测试算法，也可以作为HIL测试台架的一部分，或者实验仿真车辆的一个

15、部件。该程序与TESIS DYNAware的其它仿真工具可以很好的结合。ve-DYNA中可以通过简单的鼠标操作使用RealtimeBrakeHydraulics配置其液压制动子系统。用户可以定义开环控制程序，用于在将模型与真实ECU相连之前进行快速和简单的参数校验。模型构型和参数设置可以通过包含预处理画图功能以及快速参数校验的编辑功能图形化用户界面操作。模型可保存仿真结果供MATLAB进行数据的后处理，例如车轮气缸压力或者阀的位置都可以被记录。RealtimeBrakeHydraulics模块库的液压元素主要包含：储液器泵制动气缸流量开关减压阀弹簧加载止回阀具体模型结构根据液压系统设计图建立，

16、模型采用标准液压符号，增强模型函数和结构的易读性。液压模型是完全参数化的，模型和参数被保存在不同的数据库中。孔值、流量系数、体积、材料参数、计算或者实测出的液压阀控制值作为输入，与压力特性表格匹配。Realtime BrakeHydraulics提供预处理工具用于模型参数提取和校正。液压系统的动力学可以通过测试与时间相关的压力建立过程来验证。DYNAanimation实时动画软件DYNAanimation是一个实时的动画软件，主要用于仿真结果的三维动画演示。它不仅可以用于ve-DYNA和en-DYNA，同样适用于所有的机械系统，例如机器人和生产线。DYNAanimation程序以Simulin

17、k模块库的形式提供，模块可以轻易的添加在现有的仿真模型中。它可以将计算得到的运动数据与适当的VRML目标或者图像显示连接起来，使得你的模型可以在虚拟世界中运动。仿真的结果可以通过多种图像显示手段来表示，例如量表、动态画图、轨迹线等。动画设置可以完全使用MATLAB或者其他软件通过ActiveX接口进行控制。仿真模型的交互式操作(Man-in-the-Loop)可以通过游戏控制接口实现，例如使用外部方向盘驾驶车辆模型完成虚拟测试。借助DYNAanimation的图形能力，用户可以快速的将仿真结果用于生动的展示，虚拟世界的移动对象可以通过导入和定位VRML目标和图像来很方便地生成。此外，软件有很多

18、选项用于调整动画的视觉效果，如颜色、透明度、底纹、质地、运动模糊等。多窗口创建功能允许用户从不同的视点观察你的图像(甚至在多台电脑上)。除了仿真结果的在线动画，动画可以被记录、储存，再次播放和输出。用户可以在自己的电脑上直接将保存的动画全屏播放或者创建为便携的avi格式的视频文件。为了比较模型变量，不同的结果数据可以被覆盖或者在同一动画中同时展示。DYNAanimation产品的主要特性如下：与仿真同步的在线动画动画的储存、重新下载和重放完整动画运行的导入和导出支持对不同监视器进行多屏显示不同视角的画中画显示被记录动画的慢速运动和快速运动播放多个仿真运行的重叠显示多重视角的多窗口图像控制，例如

19、动态画图、条线图、量表VRML目标的导入，例如障碍物，车辆或者交通标志目标显示的Open GL设置：颜色、透明度、阴影或其他高质量图像片断和图片的导出通过GUI和鼠标控制的直观操作通过ActiveX的完全遥控控制支持游戏控制器虚拟车辆实时仿真TESIS DYNAware虚拟车辆实时仿真专家软件，内燃机、车辆动力学的部件或系统仿真.Teisis公司是德国一家专门从事车辆仿真研究工作的高科技公司，长期以来一直为Audi，BMW等国际性大的整车厂商提供车辆开发所需的仿真模型及工具。它提供的用来对车辆控制器或零部件测试的虚拟车辆的模型非常接近实际情况。这种模型既可以进行离线的仿真也可以在硬件在回路仿真

20、的情况下实时的运行。Tesis能为豪华轿车、F1方程式赛车、拖车、各种内燃机，ABS系统都能提供准确且便利的模型。合作伙伴Tesis在车辆模型开发上具有丰富的工程经验和编程技巧。它的模型是在MATLAB/SIMULINK?环境下利用框图形式搭建的，具有极大的灵活性，也可以生成代码。这样为用户提供了便利且安全的开发环境。其产品是一系列具有开放接口的模块库，具有方便的图形操作界面以及丰富的帮助，使用户的操作变得十分简单。同时，Tesis公司和dSPACE公司通力合作，利用dSPACE的Simulator加上Tesis公司的模型就能实现车辆的硬件在回路仿真和测试工作。Complete Lab Veh

21、icle Simulation在实验室进行整车仿真将ve-DYNA和en-DYNA联合使用就能在实验室的情况下建立整车的模型来作为控制器网络的测试环境。配合dSPACE的实时仿真硬件、实验软件和三维动画软件，就可以在一个虚拟的但是实时的车辆上对控制器进行全方面综合测试。ve-DYNA和en-DYNA中的混合动力工具箱-混合动力汽车和电动汽车中动力传动系统和电力系统分析应用ve-DYNA(车辆动力学仿真)和en-DYNA(发动机动力学仿真)中的混合动力工具箱是一个附加组件，它用来配置电动汽车和包括从微混合到完全混合的混合动力汽车的动力系统的各种拓扑结构。它可用于所有的开发阶段：从在计算机上的概念

22、功能设计(MIL,SIL)到用硬件在环系统(HIL)进行的实时运行测试。驱动性能和燃料/能量消耗仿真混合动力汽车电动汽车混合动力汽车-具体功能的开发与测试电池管理转矩调节发动机启动/停止功能再生制动热量管理运行策略的分析及最优化效率和燃料消耗驱动性能电力系统的稳定性模型功能概览机械元件利用我们Simulink模块库中的机械元件，您可以轻松地建立任意具有详细效率模型特征的动力拓扑结构。变速器离合器液力变矩器差速器通用行星齿轮电子元件用电子元件建立各种电力系统拓扑结构，其中包括混合动力汽车的双电压等级和热力模型。电动机和逆变器电池DC/DC转换器交换机电力负荷包括运行策略的车辆概念示例深度和轻度并联式混合动力(HEV)电动汽车(BEV)Plug-In混合动力(源于大众车双电动机传动的概念)参数化可以轻松得到的物理参数和特性方案目录混合动力工具箱包含用于测试燃料消耗和驱动性能的所有标准行驶工况欧洲，日本和美国燃油消耗测试循环工况所有已建立的驱动性能测试(0-100km/h,0-60mph,80-120 km/h,)档位选择的多种可能可以根据您的需要扩展和自定义方案，如通过测量得的用户自定义速度分布。驾驶员模型(已是ve-DYNA