基于Simulink的简单车辆动力学模型搭建 |
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1.搭建目标
笔者准备搭建一个简单的车辆动力学模型,输入包括(开关状态(0,1)、油门[0-100]、刹车[0-100]),输出为车速和该驾驶循环的行驶里程,经过一天的搭建和仿真,效果如下: (使用的是DSPACE的VEOS平台,当然,也可以直接similink中仿真) 笔者将模型分为三个较大的子系统,分别为Environment(控制模型的IO)、Force(车辆力学计算)、Driver(车辆控制) 2.1 Environment画圈部分为模型的输入,用Constant控制模型输入部分,默认均为0,并将这些信号打包成总线输出到下一个模块。(下面的模块是我配置的DSPACE的IO模块,若不使用可删除) 2.2 Force这部分是车辆力学模型,主要有动力和阻力。其中,动力由发动机提供,阻力为风阻和车辆行驶的滚动摩擦。 发动机的输出功率和油门正相关,风阻和车速正相关。我们先看看车辆行驶的驱动力,即DriverForce模块: 对于发动机,扭矩=功率/转速。设定功率P=油门×1.8(单位KW); 转速和车速也基本正相关。输入车速Speed单位为km/h,除以3.6转化为m/s; 设定轮胎直径d为0.8m,实际汽车存在变速箱,为了方便我用一个trans ratio=0.02替代,设定比例为车速×0.02,转速n=车速×车速×0.02×60/(3.14159×d)(单位rpm),当然,汽车存在怠速,设定怠速为600,简单直接取两者最大者为实际转速; 计算得出扭矩Trq,再乘以轮胎直径0.8得到发动机驱动力。 2.2.2 阻力阻力包括风阻和滚动摩擦 简单取值C为常数0.4,密度为1.29kg/m^2,面积为2.25m^2 设定车重1000kg,重力加速度9.8,滚动摩擦系数0.02 2.2.3 实际作用力实际作用力便为驱动力-阻力 3 Driver该模块为车辆控制模型 首先设定几个条件: 1.行驶时刹车优先于油门,存在刹车信号则油门不起作用; 2.刹车时候只考虑风阻和滑动摩擦(滑动摩擦起作用的部分为Brk×0.01,即100刹车时候轮胎与地面完全滑动摩擦) 通过计算出的实际作用力除以车重得到实际加速度,通过对加速度积分获得速度,再通过速度积分获得路程。 4.仿真将油门给到100,可以看到车速呈曲线上升趋势,降低油门或者给刹车均能让车速下降,关闭Key,车速和路程清零 模型一天搭建的比较简陋,后续再继续完善 模型下载链接 简单车辆动力学simulink模型-其它文档类资源-CSDN下载 |
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