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1、会计学1Simulink汽车仿真汽车仿真(fn zhn)实例实例第一页，共47页。2内容内容(nirng)(nirng)概览概览 引例：用Simulink对微分方程建模仿真 一个(y)发动机模型 离合器接合/分离模型 防抱死制动系统（ABS） 半车模型悬架系统第1页/共46页第二页，共47页。3引例引例(ynl)(ynl)用Simulink对下列微分方程(wifnfnchn)进行建模仿真（u 为常数）第2页/共46页第三页，共47页。4基本基本(jbn)(jbn)步骤步骤 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(cozu) 信号线操作(cozu
2、) 仿真参数设置 开始仿真第3页/共46页第四页，共47页。5扩展扩展(kuzhn)(kuzhn)步骤步骤 示波器设置 多个示波器分别显示多条曲线(qxin) 在一个示波器中显示多条曲线(qxin)第4页/共46页第五页，共47页。6实战实战(shzhn)1(shzhn)1：一个发动机模型：一个发动机模型根据下列(xili)数学模型，用Simulink建模仿真。负载(fzi)扭矩（输入）：节气门开度（输入）：第5页/共46页第六页，共47页。7实战实战1 1：一个：一个(y)(y)发动机模型发动机模型进入进气歧管的空气质量(kn q zh lin)速度：第6页/共46页第七页，共47页。8实战
3、实战1 1：一个：一个(y)(y)发动机模型发动机模型进气歧管的压力变化(binhu)速度：第7页/共46页第八页，共47页。9实战实战1 1：一个：一个(y)(y)发动机模型发动机模型离开进气歧管的空气质量速度(sd)（即进入气缸的空气质量速度(sd)）：第8页/共46页第九页，共47页。10实战实战1 1：一个：一个(y)(y)发动机模型发动机模型发动机扭矩：第9页/共46页第十页，共47页。11实战实战(shzhn)1(shzhn)1：一个发动机模型：一个发动机模型发动机角加速度：第10页/共46页第十一页，共47页。12实战实战1 1：一个：一个(y)(y)发动机模型发动机模型用到的模
4、块一览：常量ConstantSources阶跃Step Sources示波器ScopeSinks终端TerminatorSinks增益Gain MathOperations加减Sum MathOperations乘除ProductMathOperations求最值MinMaxMathOperations判正负SignMathOperations汇总 (huzng)器MuxSignalRouting开关SwitchSignalRouting第11页/共46页第十二页，共47页。13实战实战(shzhn)1(shzhn)1：一个发动机模型：一个发动机模型用到的模块一览：关系运算符Relationa
5、l Op.Logic&BitOp.积分器IntegratorContinuous饱和环节SaturationDiscontinuites单位延迟(ynch)Unit DelayDiscrete初始条件ICSignalAttributes函数Fcn User-DefinedFcn子系统SubSystemPorts&Subsystems输入In1 Ports&Subsystems输出Out1 Ports&Subsystems触发器TriggerPorts&Subsystems第12页/共46页第十三页，共47页。14作业作业(zuy)(zuy)完成各个子系统的建模。下节课将这 些 子 系 统 组
6、装 成 一 个 完 整(wnzhng)的发动机模型。第13页/共46页第十四页，共47页。15实战实战1 1：一个：一个(y)(y)发动机模型发动机模型Simulink模型(mxng)：第14页/共46页第十五页，共47页。16实战实战(shzhn)1(shzhn)1：一个发动机模型：一个发动机模型仿真(fnzhn)结果分析：负载(fzi)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(fzi)增大，发动机转速下降并趋于稳定。123发动机转速曲线第15页/共46页第十六页，共47页。17实战实战(shzhn)1(shzhn)1：一个发动机模型：一个发动机模型发动
7、机转速(zhuns)闭环控制加入(jir)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。第16页/共46页第十七页，共47页。18实战实战(shzhn)1(shzhn)1：一个发动机模型：一个发动机模型发动机转速(zhuns)闭环控制模型第17页/共46页第十八页，共47页。19实战实战1 1：一个：一个(y)(y)发动机模型发动机模型发动机转速(zhuns)闭环控制发动机转速(zhun s)曲线负载扭矩曲线节气门开度曲线第18页/共46页第十九页，共47页。20作业作业(zuy)(zuy)建立一个完整的带 PI 转速控制器的
8、Simulink 发 动 机 模 型(mxng)（可参考 ） 。第19页/共46页第二十页，共47页。21实战实战2 2：离合器接合：离合器接合/ /分离分离(fnl)(fnl)模型模型一个离合器集中(jzhng)参数模型第20页/共46页第二十一页，共47页。22实战实战(shzhn)2(shzhn)2：离合器接合：离合器接合/ /分离模型分离模型参数(cnsh)定义：第21页/共46页第二十二页，共47页。23实战实战2 2：离合器接合：离合器接合/ /分离分离(fnl)(fnl)模型模型摩擦(mc)扭矩：最大动摩擦(mc)扭矩：最大静摩擦扭矩：对于非金属材料的当量半径第22页/共46页第
9、二十三页，共47页。24实战实战2 2：离合器接合：离合器接合(jih)/(jih)/分离模型分离模型离合器保持接合(jih)所需要的摩擦扭矩：第23页/共46页第二十四页，共47页。25实战实战(shzhn)2(shzhn)2：离合器接合：离合器接合/ /分离模型分离模型接合/分离(fnl)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切换至分离态第24页/共46页第二十五页，共47页。26实实战战2
10、2：离离合合器器接接合合/ /分分离离(fnl)(fnl)模模型型基本(jbn)模块介绍：使能子系统：当使能端口的控制(kngzh)信号为正时，子系统执行（）；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（）；逻辑运算“NOT”：（）；第25页/共46页第二十六页，共47页。27实战实战(shzhn)2(shzhn)2：离合器接合：离合器接合/ /分离模型分离模型基本模块(m kui)介绍：Hit Crossing：检测输入从指定方向(fngxing)上到达或通过指定点（）；Goto/From：信号的跳转。注意 Tag 的可见性；Memory：存储模块
11、（）；Combinatorial Logic：组合逻辑模块；第26页/共46页第二十七页，共47页。28实战实战2 2：离合器接合：离合器接合/ /分离分离(fnl)(fnl)模型模型Simulink模型(mxng)：回回调调函函数数(hnsh)的使用的使用第27页/共46页第二十八页，共47页。29实战实战2 2：离合器接合：离合器接合/ /分离分离(fnl)(fnl)模型模型仿真(fn zhn)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(boch)接合的摩擦扭矩第28页/共46页第二十九页，共47页。30实实战战(shzhn)2(shzhn)2：离离合合器器
12、接接合合/ /分分离离模模型型仿真(fn zhn)曲线：紫色：主动(zhdng)盘转速黄色：从动盘转速青色：接合后转速第29页/共46页第三十页，共47页。31作业作业(zuy)(zuy)1、复习各类基本模块；2、 对 离 合 器 接 合 /分 离 模 型(mxng)进行建模仿真。第30页/共46页第三十一页，共47页。32实实 战战 (shzhn)3(shzhn)3： 防防 抱抱 死死 制制 动动 系系 统统（ABSABS）单轮制动(zh dn)数学模型：第31页/共46页第三十二页，共47页。33实实 战战 (shzhn)3(shzhn)3： 防防 抱抱 死死 制制 动动 系系 统统（AB
13、SABS）Simulink模型(mxng)：第32页/共46页第三十三页，共47页。34实实战战(shzhn)3(shzhn)3：防防抱抱死死制制动动系系统统（ABSABS）基本(jbn)模块介绍：传递函数Transfer FcnContinuous查找(ch zho)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)必定非零！第33页/共46页第三十四页，共47页。35实实战战(shzhn)3(shzhn)3：防防
14、抱抱死死制制动动系系统统（ABSABS）Simulink模型(mxng)精讲bangbang 控制器原理(yunl)：制动系液压管路：一阶惯性环节第34页/共46页第三十五页，共47页。36实实战战3 3：防防抱抱死死制制动动(zh(zh dn)dn)系系统统（ABSABS）仿真曲线(qxin)：ctrl=1，ABS制动滑移率曲线(qxin)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：车轮实际角速度第35页/共46页第三十六页，共47页。37实实战战3 3：防防抱抱死死制制动动(zh(zh dn)dn)系系统统（ABSABS）仿真曲线(qxin)：ctrl=0，非ABS制动
15、滑移率曲线黄色(hungs)：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：车轮实际角速度第36页/共46页第三十七页，共47页。38实实战战(shzhn)3(shzhn)3：防防抱抱死死制制动动系系统统（ABSABS）仿真曲线：ABS制动(zh dn)与非ABS制动(zh dn)效果对比ABS制动非ABS制动制动时间（x10-2s）制动距离（feet）第37页/共46页第三十八页，共47页。39作业作业(zuy)(zuy)1、复习各类基本模块；2、对防抱死制动系统(xtng)进行建模仿真。第38页/共46页第三十九页，共47页。40实战实战(shzhn)4(shzhn)4：半车模
16、型悬架系统：半车模型悬架系统半车模型(mxng)悬架系统：第39页/共46页第四十页，共47页。41实战实战(shzhn)4(shzhn)4：半车模型悬架系统：半车模型悬架系统前悬架作用力和扭矩数学模型：第40页/共46页第四十一页，共47页。42实战实战4 4：半车模型：半车模型(mxng)(mxng)悬架系统悬架系统后悬架作用力和扭矩数学模型：第41页/共46页第四十二页，共47页。43实战实战(shzhn)4(shzhn)4：半车模型悬架系统：半车模型悬架系统力平衡(pnghng)方程：扭矩平衡(pnghng)方程：第42页/共46页第四十三页，共47页。44实战实战(shzhn)4(s
17、hzhn)4：半车模型悬架系统：半车模型悬架系统Simulink模型(mxng)：第43页/共46页第四十四页，共47页。45实战实战(shzhn)4(shzhn)4：半车模型悬架系统：半车模型悬架系统第44页/共46页第四十五页，共47页。46作业作业(zuy)(zuy)1、 对 半 车 模 型 悬 架 系 统 进 行(jnxng)建模仿真。第45页/共46页第四十六页，共47页。内容(nirng)总结会计学。用 Simulink 对下列微分方程进行建模仿真(fn zhn)。第2页/共46页。根据下列数学模型，用 Simulink 建模仿真(fn zhn)。求最值MinMaxMath Operations。汇总器MuxSignal Routing。开关SwitchSignal Routing。积分器IntegratorContinuous。饱和环节SaturationDiscontinuites第四十七页，共47页。
