Simulink汽车仿真实例

第5章Simulink仿真实战

——车辆典型部件建模仿真（10学时）1精选2021版课件内容概览引例：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2精选2021版课件引例用Simulink对下列微分方程进行建模仿真（u

为常数）3精选2021版课件基本步骤启动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4精选2021版课件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5精选2021版课件实战1：一个发动机模型根据下列数学模型，用Simulink建模仿真。负载扭矩（输入）：节气门开度（输入）：6精选2021版课件实战1：一个发动机模型进入进气歧管的空气质量速度：7精选2021版课件实战1：一个发动机模型进气歧管的压力变化速度：8精选2021版课件实战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）：9精选2021版课件实战1：一个发动机模型发动机扭矩：10精选2021版课件实战1：一个发动机模型发动机角加速度：11精选2021版课件实战1：一个发动机模型用到的模块一览：常量 Constant Sources阶跃 Step Sources示波器 Scope Sinks终端 Terminator Sinks增益 Gain MathOperations加减 Sum MathOperations乘除 Product MathOperations求最值 MinMax MathOperations判正负 Sign MathOperations汇总器 Mux SignalRouting开关 Switch SignalRouting12精选2021版课件实战1：一个发动机模型用到的模块一览：关系运算符 RelationalOp.

Logic&BitOp.积分器 Integrator Continuous饱和环节 Saturation Discontinuites单位延迟 UnitDelay Discrete初始条件 IC SignalAttributes函数 Fcn User-DefinedFcn子系统 SubSystem Ports&Subsystems输入 In1 Ports&Subsystems输出 Out1 Ports&Subsystems触发器 Trigger Ports&Subsystems13精选2021版课件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。14精选2021版课件实战1：一个发动机模型Simulink模型：15精选2021版课件实战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。123发动机转速曲线16精选2021版课件实战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。17精选2021版课件实战1：一个发动机模型发动机转速闭环控制模型18精选2021版课件实战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19精选2021版课件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）。20精选2021版课件实战2：离合器接合/分离模型一个离合器集中参数模型21精选2021版课件实战2：离合器接合/分离模型参数定义：22精选2021版课件实战2：离合器接合/分离模型摩擦扭矩：最大动摩擦扭矩：最大静摩擦扭矩：对于非金属材料的当量半径23精选2021版课件实战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：24精选2021版课件实战2：离合器接合/分离模型接合/分离的有限状态机（FSM）：接合条件lock分离条件unlock原状态mem执行动作locked说明0000保持分离态0011保持接合态0100保持分离态0110切换至分离态1001切换至接合态1011保持接合态1101切换至接合态1110切换至分离态25精选2021版课件实战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）；26精选2021版课件实战2：离合器接合/分离模型基本模块介绍：HitCrossing：检测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）；CombinatorialLogic：组合逻辑模块；27精选2021版课件实战2：离合器接合/分离模型Simulink模型：回调函数的使用28精选2021版课件实战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29精选2021版课件实战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30精选2021版课件作业1、复习各类基本模块；2、对离合器接合/分离模型进行建模仿真。31精选2021版课件实战3：防抱死制动系统（ABS）单轮制动数学模型：32精选2021版课件实战3：防抱死制动系统（ABS）Simulink模型：33精选2021版课件实战3：防抱死制动系统（ABS）基本模块介绍：传递函数 TransferFcn Continuous查找表 LookupTable LoopupTables积分器（限幅）Integrator Continuous终止仿真 Stop Sinks防止“除零”而采取的措施：

1.0–u(1)/(u(2)+(u(2)==0)*eps)必定非零！34精选2021版课件实战3：防抱死制动系统（ABS）Simulink模型精讲bangbang控制器原理：制动系液压管路：一阶惯性环节35精选2021版课件实战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36精选2021版课件实战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37精选2021版课件实战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ABS制动非ABS制动制动时间（x10-2s）制动距离（feet）38精选2021版课件作业1、复习各类基本模块；2、对防抱死制动系统进行建模仿真。39精选2021版课件实战4：半车模型悬架系统半车模型悬架系统：40精选2021版课件实战4：半车模型悬架系统前悬架作用力和扭矩数学模型：41精选2021版课