这篇文章介绍了我最近提交给MATLAB Central的一个示例项目:四缸发动机点火控制仿真

这个项目是与丰田汽车北美研发部门的伊藤以撒·久宏合作完成的。在这个项目中，你会发现:

• 仿真一个四缸发动机实现使用Simscape语言
• 设计了发动机模型符号数学工具箱
• 传动系统采用Simscape动力传动系统
• 控制器使用出口功能风格模型，允许代码生成使用嵌入式编码器与发动机电子控制单元(ECU)的外部环境和实时操作系统调度器集成
• 模拟实时操作系统调度程序的使用Stateflow
• 仿真单片机的硬件定时器的使用SimEvents

这个项目是为了教育目的，目的是演示列出的产品如何一起使用。下载188bet金宝搏

在今天的帖子中，我描述了引擎和传动系统的建模。下周我将继续写一篇描述控制器实现的文章。

概述

这张图片说明了这个项目中一系列事件的发生。

• 发动机曲轴装有齿轮。在这种情况下，牙齿每10度相等地间隔，有一颗牙齿缺失。
• 当曲轴旋转时，齿形通过一个触发中断的传感器，在ECU上执行代码。
• 该代码计算发动机的位置和速度，并确定下一个气缸应该何时点火。
• 该代码设置了一个硬件计时器，将在适当的时间点燃适当的火花塞。

下一个图显示了火花塞在一个燃烧循环中为每个气缸燃烧的时间。

开始

为了方便起见，项目中涉及的所有文件都包含在一个Simulink项目中。金宝app当你打开项目时，会出现一个主模型的快捷方式:

这是主模型的样子。

按图放大

为了记录每个子系统正在做什么，我使用笔记．注释是向模型中添加富文本、方程和图像的方便方法。您可以通过视图菜单或按Ctrl+Shift+N打开和关闭Notes。如果您还没有注意到，您可以单击并拖动Notes的标题栏，将其移动到顶部、底部、左侧或右侧。你甚至可以把它从画布上卸下来。

使用符号数学工具箱的引擎设计

在包含引擎模型的子系统中，您将看到Notes提供了一系列MATLAB LiveScripts的超链接，这些脚本是我的合作者Isaac为设计引擎模型而创建的:

在这些文件中，Isaac直接从符号数学工具箱生成MATLAB函数和Simscape方程。这里有一个例子计算柱体体积作为曲柄角度的函数。

用Simscape语言实现四缸发动机

为了将他的设计融入Simulink, Isaac使用了Si金宝appmscape语言。使用模式图建模，他实现了燃烧循环的每个阶段的方程:进气、压缩、膨胀和排气。

除了气缸组件，Isaac还实现了一个进气组件，允许通过节流阀控制进入发动机的气流，以及一个排气组件。

这是什么压力在气缸看起来像在一个单一的燃烧周期的过程中。

为了组装发动机，我们在一个子系统内使用物理连接将进气、四个气缸和排气组件连接在一起。然后我使用新的R2018b函数subsystem2ssc将该子系统转换为Simscape复合组件，然后我们可以使用Simscape组件块。这使我们能够在一个方便的对话框中拥有所有的引擎参数。

使用Simscape传动系统建模

为了增加引擎的负载，我使用Simscape Driveline块变矩器，离合器而且行星齿轮为传动系统建模。我建议你看看整车模型实例对于一个良好记录的类似实现。

汽车的身体

对于Vehicle主体，我决定使用不同的子系统

因为Isaac使用Simscape实现了引擎模型，所以我使用Simscape Driveline进行了第一个实现:

对于第二个实现，我认为这是一个展示R2016b中发布的新产品的存在的好机会，动力总成Blockset．该产品(目前!)还没有适合此应用的发动机模型，但它包含了一个用于模拟发动机子系统、传动组件、牵引电机、电池组等的组件库。

这是我如何接口车身1DOF纵向Simscape网络的其他部分:

我建议你看一下完全组装的参考应用程序模型库汽车动力总成，包括汽油，柴油，混合动力和电动系统，包括动力总成区块集。

现在轮到你了

在下一篇博文中，我将描述剩下的模型体系结构。

与此同时，我很乐意听到你的消息。请在下方发表您的评论或问题。