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Prescan與Amesim聯(lián)合仿真(三)——動力學模型替換

Oct 20 2023 17:03

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 端口名稱 描述 備注
1 X Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的x坐標 Amesim中的Galilean對應(yīng)Prescan中的Initial local axis system
2 Y Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的y坐標
3 Z Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的z坐標
4 Vx Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的x向速度
5 Vy Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的y向速度
6 Vz Amesim中Galilean坐標系下車輛質(zhì)心的z向速度
7 Roll Amesim中Galilean坐標系下車輛繞X軸的角度
8 Pitch Amesim中Galilean坐標系下車輛繞Y軸的角度
9 Yaw Amesim中Galilean坐標系下車輛繞Z軸的角度
10 susp_Z11 左前輪的垂向位移(靜力平衡時為0)
11 susp_Z12 右前輪的垂向位移(靜力平衡時為0)
12 susp_Z21 左后輪的垂向位移(靜力平衡時為0)
13 susp_Z22 右后輪的垂向位移(靜力平衡時為0)
14 Yaw_Velocity Amesim中Galilean坐標系下車輛橫擺角速度
15 Vveh_x Amesim中Carbody坐標系下車輛質(zhì)心的x向速度
16 Vveh_y Amesim中Carbody坐標系下車輛質(zhì)心的y向速度
Simulink輸出到Amesim端口信號
序號 端口名稱 描述 備注
1 Brake Simulink中計算的剎車扭矩,單位:[Nm]
2 Throttle Simulink中計算的動力總成輸出扭矩,單位:[Nm]
3 Steering Simulink中計算的方向盤轉(zhuǎn)角,單位:[deg]
4 PosZ11 Simulink中計算的左前輪接地點垂向高度
5 PosZ12 Simulink中計算的右前輪接地點垂向高度
6 PosZ21 Simulink中計算的左后輪接地點垂向高度
7 PosZ22 Simulink中計算的右后輪接地點垂向高度
8 Nx_FL 左前輪接地點朝向的x向分量 模為1
9 Ny_FL 左前輪接地點朝向的y向分量
10 Nz_FL 左前輪接地點朝向的z向分量
11 Nx_FR 右前輪接地點朝向的x向分量 模為1
12 Ny_FR 右前輪接地點朝向的y向分量
13 Nz_FR 右前輪接地點朝向的z向分量
14 Nx_RL 左后輪接地點朝向的x向分量 模為1
15 Ny_RL 左后輪接地點朝向的y向分量
16 Nz_RL 左后輪接地點朝向的z向分量
17 Nx_RR 右后輪接地點朝向的x向分量 模為1
18 Ny_RR 右后輪接地點朝向的y向分量
19 Nz_RR 右后輪接地點朝向的z向分量
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。