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1、1,车辆典型部件Simulink建模仿真,（10学时）,2,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,3,引例,用 Simulink 对下列微分方程进行建模仿真,（u 为常数）,4,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,5,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,6,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）：
2、,节气门开度（输入）：,7,实战1：一个发动机模型,进入进气歧管的空气质量速度：,8,实战1：一个发动机模型,进气歧管的压力变化速度：,9,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）：,10,实战1：一个发动机模型,发动机扭矩：,11,实战1：一个发动机模型,发动机角加速度：,12,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ProductMat
3、h Operations 求最值MinMaxMath Operations 判正负SignMath Operations 汇总器MuxSignal Routing 开关SwitchSignal Routing,13,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SaturationDiscontinuites 单位延迟Unit DelayDiscrete 初始条件ICSignal Attributes 函数FcnUser-Defined Fcn 子系统SubSystemPo
4、rts & Subsystems 输入In1Ports & Subsystems 输出Out1Ports & Subsystems 触发器TriggerPorts & Subsystems,14,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。,15,实战1：一个发动机模型,Simulink 模型：,16,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。,发动机转速曲线,17,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
5、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。,18,实战1：一个发动机模型,发动机转速闭环控制模型,19,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,20,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） 。,21,实战2：离合器接合/分离模型,一个离合器集中参数模型,22,实战2：离合器接合/分离模型,参数定义：,23,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：,24,实战2：离合器接合/分离模型,离合器保持接合所需要的摩
6、擦扭矩：,25,实战2：离合器接合/分离模型,接合/分离的有限状态机（FSM）：,26,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）；,27,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；,Me
7、mory：存储模块（sys_memory.mdl）；,Combinatorial Logic：组合逻辑模块；,28,实战2：离合器接合/分离模型,Simulink模型：,回调函数的使用,29,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,30,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,31,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。,32,实战3：防抱死制动系统（ABS）,单轮制动数学模型：,33,实战3：防抱死制动系统（ABS
8、）,Simulink模型：,34,实战3：防抱死制动系统（ABS）,基本模块介绍：,传递函数Transfer FcnContinuous 查找表Lookup TableLoopup 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),35,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,36,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
9、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： 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,38,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,39,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。,40,实战4：半车模型悬架系统,半车模型悬架系统：,41,实战4：半车模型悬架系统,前悬架作用力和扭矩数学模型：,42,实战4：半车模型悬架系统,后悬架作用力和扭矩数学模型：,43,实战4：半车模型悬架系统,力平衡方程：,扭矩平衡方程：,44,实战4：半车模型悬架系统,Simulink模型：,45,实战4：半车模型悬架系统,46,作业,1、对半车模型悬架系统进行建模仿真。,
