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使用物理建模设计和模拟电动汽车

今天的博客文章是由转向Alakshendra,学生竞赛团队的教育技术福音学队在Mathworks。在这个博客中,他谈到了如何模型并模拟电动车辆使用MATLAB和Simulink金宝app。

介绍

建模是一种创建包含软件和硬件的真实系统的虚拟表示的方法。是有价值的惯例学生当硬件可能无法使用时,使用硬件原型难以单独使用硬件原型来重现的测试条件。

为了模拟电动车辆,我们将使用物理建模方法哪一个不在结构和模拟系统组成的真实物理成分。它采用了物理网络方法,在哪里simscape.块对应于物理元素,例如齿轮轮胎,电机

电池组

电池组由串联连接的各种电池组成。我们使用等效电路建模了每个电池,该等效电路是相对具有电压源和多个电阻器和电容器的简单电路。

细胞系列

图1所示。细胞系列

其他电池建模的重要步骤是选择物理块的适当参数所以它回应年代就像物理电池一样一个可能道路确定这些参数是通过执行参数估计我们在哪里定义设计要求和成本函数年代优化模型参数了解更多关于如何我们使用了这种技术为了估计电池参数,请看这个视频标题为“使用Simulink和Simscape建模电池。金宝app

巴克转换器

转换电池电压降至低电压,我们用过的一个DC-DC转换器,具体而言,降压转换器。

这种情况,我们使用过平均值DC-DC转换器表示一个受控平均值DC-DC变换器。

巴克转换器

图2所示。巴克转换器

电机和控制器

电池为无刷直流电动机提供动力,并使用BLDC.块可用Simscape电气.我们已经使用数据表设置定子,转子和机械标签下的块参数的值。

要以不同的速度控制电机,首先,我们使用一个感知角度位置理想旋转运动传感器块。此外,霍尔传感器使用角位置信息来确定转子何时从一个扇区过渡到另一个扇区。其次,我们建立了一个换相逻辑来计算三相逆变器的开关模式。

电机及控制器

图3.电机和控制器

要了解如何使用Simscape设计电机控制器,请参阅此视频

传输

传输由以下部件组成:

  • 执行器块:它将换档信号转换为离合器板压力,并输出接合离合器所需的压力。
  • 圆盘摩擦离合器挡块限制了驱动轴和从动轴之间的扭矩传递。
  • 齿轮:齿轮块用于构建3速传输系统。我们使用过简单的齿轮块与两个不同的齿轮比,以创建高和低齿轮。

传输

图4所示。传输

要使用物理建模方法了解有关电动系建模的更多信息,请参阅此教程视频

车辆系统

我们用物理块对纵向车辆动力学进行了建模Simscape动力传动系统由以下子系统组成:

  • 制动器:制动器应用于后轮和前轮。它是用装载接触旋转摩擦块在两个旋转表面之间传输扭矩。
  • 车辆:在纵向运动的两轴车身模型中,我们使用了车身与一组轮胎块连接。
  • 传感器:理想平移运动传感器块测量车辆速度和行驶的距离。

车辆系统

图5所示。车辆系统

闭环车辆模型

最后,我们通过物理连接连接所有这些子系统来构建闭环仿真模型。另外,我们添加了要跟踪的参考速度和PI控制器以输出所需的占空比控制信号。

图6.闭环车型

一旦我们运行模拟,就很明显,控制器可以在〜30秒后达到40 km / h的参考速度,并下降到零。车辆速度的突然变化占换档。

速度和变速图

图7所示。速度和变速图

学习资源

现在您已经完成了所有的步骤,我们已经遵循建立电动汽车模型,您一定想知道在哪里可以了解更多的细节。所以,不要担心!我们有一套适当的教程,以指导您建立您的车辆模型。

学习资源

图8所示。学习资源

接触

请随时联系我们racinglounge@mathworks.com.如果有任何疑问。另外,加入我们的Matlab和Simulink Ra金宝appcing LoungeFacebook集团为最新的技术文章,视频和即将到来的直播会议。

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