完整的汽车模型
完整的汽车动力传动系统的仿真sdl_car
例子包括所有的基本动力传动系统建模和许多关键的方法Simscape™动力传动系统™特性。它包括发动机和传输模型和drivetrain-wheel-road耦合的模型。发动机和变速器加上一个液力变矩器。离合器控制编程步骤期间通过四个齿轮传输模拟。离合器压力信号是平稳和更现实的比大幅离合器压力信号简单的动力传动系统的例子。本节描述这些特性,子系统,和他们的关系和目的,你实际的模拟。
了解全球的结构模型
打开示例。模型包含模型工作空间变量参数化的一些街区。信息创建、访问和工作空间变量,改变模型在模型空间中指定源数据(金宝app模型)和改变模型空间数据(金宝app模型)。
与四速变速器车辆模型
动力传动系统的主要子系统和组件:
司机输入-油门/刹车概要文件
火花点燃式和柴油机引擎——系统级模型
变矩器——由三部分组成的变矩器组成的一个叶轮、涡轮和定子。
传输子系统——CR-CR四速变速器
转变的逻辑——Stateflow®实现传输控制器
车辆,车辆、轮胎和制动动力学
发动机空转时最初在一个非零速度、传输输出和整个汽车最初是不动。
模型油门/刹车概要文件
司机输入块模型金宝app®信号生成器块提供了发动机的油门和刹车信号和传输控制系统。打开驱动程序输入块视图为模拟油门/刹车概要文件。
油门信号程序产生一个现实的加速概要文件并同意换挡序列中描述控制离合器。油门信号反馈的发动机和变速器控制器。
供应刹车信号输入的力,在双闸瓦制动制动器在汽车的启动子系统。
发动机模型
系统建模的目的,一个发动机或电动机指定输出转矩作为动力传动系统速度的函数。发动机有一个连接端口耦合系统的其余部分旋转。
利用车辆的引擎块组件
的引擎库包含块节流控制使用一个输入物理信号。你可以参数化通用引擎块使用向量指定的速度和扭矩。块计算的最大可能的转矩函数在任何瞬间发动机转速。油门信号控制的最大扭矩发动机可以交付。的活塞式发动机块占瞬时扭矩传输到发动机驱动轴。瞬时扭矩使您能够模型由于活塞革命动力传动系统的振动。模型只是内燃机的活塞机制,使用活塞块。
的sdl_car
示例使用一个通用引擎块,配置为火花点燃式类型。块的属性对话框中指定包括最大功率,最大速度力量,最大可能的速度引擎。视图引擎设置,单击引擎块。发动机扭矩和运动建模相对转动,这是作为基本参考的引擎和动力传动系统的起点,或机械旋转,连接在这个模型。
选择和先进方法建模引擎
Simscape动力传动系统允许您创建复杂的自定义引擎模型。几个重要引擎特性考虑在一个复杂的模型是:
区分稳态行为和引擎启动,当引擎速度引擎扭矩函数尚未达到最大可能的信封
机械电力生产的细节,如燃料压缩和燃烧
可以表示为一个额外的控制超出油门信号
模型传输
的CR-CR四速传输子系统sdl_car
模型是类似于其他的例子相同的传播。离合器和行星齿轮组属性是在块模型工作空间变量。
工作空间变量 | 描述 |
---|---|
eff_tor_rad |
离合器:有效扭矩半径(米) |
num_fric_surf |
离合器:摩擦接触的表面 |
engagement_area |
离合器:摩擦接触的表面积(m2) |
fric_coeff |
离合器:动摩擦系数的表面接触 |
peak_normal |
离合器:静态(锁定)接触的表面的摩擦系数 |
velTol |
离合器:离合器速度锁定公差(rad / s) |
pressThresh |
离合器:规范化的压力阈值 |
p0 |
离合器:物理压力正常化(Pa) |
更多关于齿轮、离合器和变速器,看到圆盘摩擦离合器块引用页面。
发动机传输
的sdl_car
发动机和变速器模型夫妇通过变矩器块。
变矩器阶段
像一个离合器、液力变矩器夫妻两个独立的动力传动系统轴角运动转移和从输入到输出轴扭矩。但是,与离合器、液力变矩器没有锁。变矩器传输运动的水动力粘度,而不是表面的摩擦。因此通过离散阶段和变矩器不一步避免固有的运动不连续摩擦离合器。
模拟引擎空转的模拟、叶轮惯性是一个非零初始条件的角速度。涡轮&输入轴惯性的初始条件为零的速度。
模型的轮胎,刹车,车轮和道路
传输源的输出扭矩最终传动子系统、车辆的身体。这个子系统是车辆惯性(传输上的负载),车轮,刹车,驾驶环境,轮接触的道路。子系统模型只后轮驱动的传播。
最终传动子系统:车辆主体
子系统有两个主要领域。
建模轮胎和刹车
左右轮胎块接受传播的动力传动系统扭矩和旋转的轮轴旋转港口(A),给定一个正常或垂直负载(N)、转矩和转动转换为轮毂的推力和翻译转化港口(H)。
轮胎旋转不理想的,下滑之前完全生成针对路面的牵引和反应。左轮胎的轮胎滑移报告为一个物理信号转换与轮胎滑移模型使用范围。金宝app
的双闸瓦制动块代表一个刹车安排两个旋转对称安装的内部或外部的刚性鞋鼓和由一个执行机构。制动器的制动信号转换驱动程序输入块的致动器力产生的摩擦力矩轴连接的制动鼓轮胎块。
建模工具的身体和负载
动力传动系统连接线路模型的序列的结束汽车的身体块,它指定车辆几何形状,质量,空气动力阻力和初始速度(零)。块能产生正常的部队,轮胎块接受垂直载荷。车辆的身体接受发达推力和运动的水平运动转化端口(H)。车身模型还接受一个风速(W)和道路坡度(β),由物理常数。
后轮垂直荷载力(NR)报告回轮胎块。前车轮垂直载荷(NF)没有使用。
车辆的前进速度(V)转换和报道,通过子系统输出港,车辆速度范围。
替代微分,轮、道路和制动模型
的sdl_car
示例模型只后轮,后轮轮胎,和车辆的身体,没有更现实的动力传动系统组件的差动齿轮和刹车。的sdl_vehicle_4wd
示例说明了如何模型汽车,四个轮子和前后差动齿轮。
造型上刹车系统使用离合器的更多信息,请参阅使用离合器制动器动作和双速传动和制动模型。
控制离合器
选择并进行适当的齿轮组,模型使用一个Stateflow块和离合器的时间表。这些组件是如何工作的,返回的主要模型sdl_car
。
国家控制的齿轮选择
Stateflow块,标记逻辑转变,实现齿轮传输选择。块上下决定将基于输入从两个模型中的其他组件。司机输入块供应油门和刹车的信息。车身子系统提供车辆的速度通过反馈回路的身体。
打开Stateflow图,双击逻辑块的转变。Model Explorer是用来定义输入节流和车辆速度和输出所需的设备数量。两个虚线和状态跟踪装置的状态和状态的齿轮选择过程。整个图表执行作为一个离散时间系统。Stateflow图所示的图展示了功能块。
模型计算上移、降低速度速度阈值的函数的瞬时值装备和节流阀。而在steady_state
这些值,模型比较当前车速来确定是否需要转变。如果是这样,它进入一个确认状态(上移或降低速度),记录条目的时间。
如果车辆速度不再满足条件的转变,在确认状态,该模型忽略了转变转换回steady_state
。稳态条件下防止外来变化由于噪声条件。如果这种转变条件仍然有效的持续时间TWAIT
蜱虫,模型通过降低结和转换,根据当前的齿轮,它广播事件的一个转变。模型再次激活steady_state
通过一个中央连接过渡。事件的转变,这是广播的gear_selection
状态,激活一个过渡到适当的新装备。Stateflow块输出的齿轮离合器调度子系统信息传输子系统。
离合器调度子系统
信号从Stateflow块离合器行程控制的五个离合器CR-CR四速变速器。看到离合器时间表,打开传输子系统,然后离合器调度子系统。
运行模型
模型配置为模拟50秒。表显示了仿真设备概要文件。
时间范围(年代) | CR-CR齿轮设置 |
---|---|
0 - 3.96 | 1 |
3.96 - -10.48 | 2 |
10.48 - -40.68 | 3 |
-50 - 40.68 | 4 |
模拟汽车。
结果使用Simscape结果Explorer,在模型中描述窗口中,点击探索仿真结果。
情节rpm的转动速度和力量在瓦引擎:
资源管理器窗口的左窗格中结果,扩大的节点引擎
单击F节点,然后w节点。
改变轴的单位转每分钟,单击箭头按钮轴标签(以下
rad /秒
),并选择rpm
。添加一个阴谋的引擎提供了变矩器,Ctrl +单击P节点。
添加一个轮胎滑移的情节。
Ctrl +单击扩大Vehicle_body节点。
Ctrl +单击扩大Tire_Left节点。
Ctrl +单击年代节点。
添加一个阴谋的车辆速度。
Ctrl +单击第二个扩张Vehicle_body节点。
Ctrl +单击v节点。
改变单位公里每小时,单击箭头按钮轴标签(以下
米/秒
),选择指定
,对于指定您的单位,输入公里/小时
。
的情节显示:
发动机转速和功率,当传输变化在3.96秒,第二档发动机达到最大速度和功率。
轮胎——传输步骤陷入高齿轮,速度比上升。传动比瀑布,轮胎滑动减少。轮胎运动更紧密地接近理想(中性)运动在更高的速度。
车辆速度——速度增加每次换高速档齿轮少一个,两个,三个。速度略有降低,之后就开始稳定时,汽车是在第四齿轮。