单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,-,*,第,5,章,Simulink,仿真实战,车辆典型部件建模仿真,（,10,学时）,1,-,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,-,引例,用,Simulink,对下列微分方程进行建模仿真,（,u,为常数）,3,-,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,-,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,-,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,-,实战,1,：一个发动机模型,进入进气歧管的空气质量速度：,7,-,实战,1,：一个发动机模型,进气歧管的压力变化速度：,8,-,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,-,实战,1,：一个发动机模型,发动机扭矩：,10,-,实战,1,：一个发动机模型,发动机角加速度：,11,-,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,加减,SumMath Operations,乘除,ProductMath Operations,求最值,MinMax,Math Operations,判正负,SignMath Operations,汇总器,Mux,Signal Routing,开关,SwitchSignal Routing,12,-,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,Saturation,Discontinuites,单位延迟,Unit DelayDiscrete,初始条件,ICSignal Attributes,函数,Fcn,User-Defined,Fcn,子系统,SubSystem,Ports&Subsystems,输入,In1Ports&Subsystems,输出,Out1Ports&Subsystems,触发器,TriggerPorts&Subsystems,13,-,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,-,实战,1,：一个发动机模型,Simulink,模型：,15,-,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。,1,2,3,发动机转速曲线,16,-,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,-,实战,1,：一个发动机模型,发动机转速,闭环控制模型,18,-,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,-,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,-,实战,2,：离合器接合,/,分离模型,一个离合器,集中参数模型,21,-,实战,2,：离合器接合,/,分离模型,参数定义,：,22,-,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,-,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,-,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,0,0,0,0,保持,分离态,0,0,1,1,保持,接合态,0,1,0,0,保持,分离态,0,1,1,0,切换,至分离态,1,0,0,1,切换,至接合态,1,0,1,1,保持,接合态,1,1,0,1,切换,至接合态,1,1,1,0,切换,至分离态,25,-,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,-,实战,2,：离合器接合,/,分离模型,基本模块,介绍：,Hit Crossing,：,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,）；,Combinatorial Logic,：组合逻辑模块；,27,-,实战,2,：离合器接合,/,分离模型,Simulink,模型：,回调函数的使用,28,-,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,-,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,-,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,-,实战,3,：防抱死制动系统（,ABS,）,单轮制动数学模型：,32,-,实战,3,：防抱死制动系统（,ABS,）,Simulink,模型：,33,-,实战,3,：防抱死制动系统（,ABS,）,基本模块介绍：,传递函数,Transfer,Fcn,Continuous,查找表,Lookup Table,Loopup,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),必定非零！,34,-,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,-,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,-,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,-,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,-2,s,）,制动距离（,feet,）,38,-,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,-,实战,4,：半车模型悬架系统,半车模型悬架系统：,40,-,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,-,实战,4,：半车模型悬架系统,后悬架作用力和扭矩数学模型：,42,-,实战,4,：半车模型悬架系统,力平衡方程：,扭矩平衡方程：,43,-,实战,4,：半车模型悬架系统,Simulink,模型：,44,-,实战,4,：半车模型悬架系统,45,-,作业,1,、对半车模型悬架系统进行建模仿真。,46,-,