1.概述
本系列教程主要目的為介紹Simcenter
Prescan(以下簡稱Prescan)與Simcenter
Amesim(以下簡稱Amesim)進行車輛動力學相關(guān)的聯(lián)合仿真聯(lián)合仿真時,需要對模型接口進行的修改,以正確完成模型閉環(huán)仿真。本文為Prescan與Simcenter聯(lián)合仿真系列教程的第三講,著重介紹如何將Prescan中自動生成的車輛動力學模型替換為Amesim中的高精度車輛動力學模型。前期系列:
Prescan與Amesim聯(lián)合仿真(二)——模型替換Prescan與Amesim聯(lián)合仿真(一)——坐標系定義
2.創(chuàng)建高精度車輛動力學模型
首先在Amesim中創(chuàng)建車輛動力學模型,并添加Simulink聯(lián)合仿真接口??梢詮腁mesim的Demo Help中獲得車輛動力學建模的模板。用戶只需要修改相應(yīng)的參數(shù),根據(jù)需要增加或減少部分模塊(如傳感器等),并添加Simulink接口即可。如下圖所示:
其中Simulink接口模塊接口如下:
Amesim輸出到Simulink端口信號
序號
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端口名稱
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描述
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備注
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1
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X
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Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的x坐標
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Amesim中的Galilean對應(yīng)Prescan中的Initial local axis system
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2
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Y
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Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的y坐標
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3
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Z
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Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的z坐標
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4
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Vx
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Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的x向速度
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5
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Vy
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Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的y向速度
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6
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Vz
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Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的z向速度
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7
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Roll
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Amesim中Galilean坐標系下車輛繞X軸的角度
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8
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Pitch
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Amesim中Galilean坐標系下車輛繞Y軸的角度
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9
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Yaw
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Amesim中Galilean坐標系下車輛繞Z軸的角度
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10
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susp_Z11
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左前輪的垂向位移(靜力平衡時為0)
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11
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susp_Z12
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右前輪的垂向位移(靜力平衡時為0)
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12
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susp_Z21
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左后輪的垂向位移(靜力平衡時為0)
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13
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susp_Z22
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右后輪的垂向位移(靜力平衡時為0)
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14
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Yaw_Velocity
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Amesim中Galilean坐標系下車輛橫擺角速度
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15
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Vveh_x
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Amesim中Carbody坐標系下車輛質(zhì)心的x向速度
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16
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Vveh_y
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Amesim中Carbody坐標系下車輛質(zhì)心的y向速度
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Simulink輸出到Amesim端口信號
序號
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端口名稱
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描述
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備注
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1
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Brake
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Simulink中計算的剎車扭矩,單位:[Nm]
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2
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Throttle
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Simulink中計算的動力總成輸出扭矩,單位:[Nm]
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3
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Steering
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Simulink中計算的方向盤轉(zhuǎn)角,單位:[deg]
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4
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PosZ11
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Simulink中計算的左前輪接地點垂向高度
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5
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PosZ12
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Simulink中計算的右前輪接地點垂向高度
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6
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PosZ21
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Simulink中計算的左后輪接地點垂向高度
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7
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PosZ22
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Simulink中計算的右后輪接地點垂向高度
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8
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Nx_FL
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左前輪接地點朝向的x向分量
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模為1
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9
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Ny_FL
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左前輪接地點朝向的y向分量
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10
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Nz_FL
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左前輪接地點朝向的z向分量
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11
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Nx_FR
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右前輪接地點朝向的x向分量
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模為1
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12
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Ny_FR
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右前輪接地點朝向的y向分量
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13
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Nz_FR
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右前輪接地點朝向的z向分量
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14
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Nx_RL
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左后輪接地點朝向的x向分量
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模為1
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15
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Ny_RL
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左后輪接地點朝向的y向分量
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16
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Nz_RL
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左后輪接地點朝向的z向分量
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17
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Nx_RR
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右后輪接地點朝向的x向分量
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模為1
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18
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Ny_RR
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右后輪接地點朝向的y向分量
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19
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Nz_RR
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右后輪接地點朝向的z向分量
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打開Simulink中的Library Browser,添加S-function模塊或AME2SLCoSim模塊,如下圖所示:
兩種方式的本質(zhì)都是將Amesim的車輛動力學模型編譯生成的S-function加載到Simulink中。無論采用哪種方式,首先需要將Amesim的模型進行編譯,編譯后的Amesim模型路徑中會出現(xiàn)“模型名_.c”和“模型名--_.mexw64”兩個文件。采用第一種方式加載,S-function參數(shù)如下所示:
其中S-function parameters參數(shù),第一個是采樣時間,要求與Simulink的計算步長保持一致;第二個是print interval,最好也和前者保持一致。設(shè)置完成后,運行Simulink模型即可顯示出Amesim模型各接口名稱。采用第二種方式,雙擊打開AME2SLCoSim模塊,選擇“模型名--_.mexw64”文件即可。仿真參數(shù)以Amesim中Run parameters設(shè)置為準。
由于只集成Amesim的車輛動力學部分,駕駛員及動力總成模型沿用Prescan自動生成的部分,因此保留Prescan生成在Simulink中的車輛模型和駕駛員模型。