车辆使用动力Blockset建模
从系列:提高你的赛车发展
埃德•马尔克斯和Christoph哈恩突出使用动力系统的好处Blockset™。这些好处包括能够使用证据确凿的,开放的,和可重构模块代表动力组件。此外,动力总成Blockset允许高度详细的参数化组件基于用户数据和支持的代码生成模型。金宝app
三种演示模型所示使用动力Blockset:车辆动力学(滑翔机)表示,电池电动汽车和内燃机车辆。模型的输入是一个公开的认证驱动周期(US06),用户可以选择他们希望从模型中获得的信息。在整个演示,埃德和Christoph验证车辆的速度输出模型匹配的速度输入驱动周期没有任何主要的跟踪了。
这个视频是动力系统的主要收获Blockset:
- 是建立在仿真软件金宝app®,前者提供了扩展的功能
- 实现了一个可用的组件测试数据驱动的方法
- 为每一个组件提供了许多选项
- 支持代金宝app码生成
找到在这节课中使用的模型MATLAB中央文件交换。
嗨,大家好。你看MATLAB仿真软件比赛休息室,我们好系列的第二部金宝app分关于车辆建模。我超级高兴,艾德还在船上。
你好,艾德。你好吗?
嗨,克利斯朵夫。很好,你呢?
很好。我期待着我们的系列的第二部分。让我们马上搬到议事日程。
我们盖上个视频,第一。我们要在视频吗?我只是将它交给你。
太好了。正如你提到的,我们之前的报道出于一方法与第一集的仿真软件。金宝app今天,在这节课中,我们将介绍的是建模与动力Blockset车辆系统。它是一种数据驱动的方法而不是equation-based。
稍后,不久,我们将谈论Simscape, Simscape多体。
再一次,不用担心。我们将向你展示很多的模型,我们会把所有的文件交换。所以不需要重建模型。我们将与你分享。第二个评论我在这一点上,动力总成Blockset附加组件模型。金宝app和Ed将触摸,所以这并不是一个全新的工具。这只是模型的扩展。金宝app我认为教育是要展示什么是动力Blockset,和它能为你做什么。
绝对的。正如你所说,所有的模型将提供。所以随便坐,放松些。我在这里想要表达的是一个模型,我与动力Blockset放在一起,这就是我们最终将在课程结束的时候。
这是一个传统的车辆模型,模型与内燃机汽车。的一件事,首先,我想展示的是一些信息,你可以从这些模型。你可以可视化的地图引擎速度和实际发动机的转矩输出。你可以改变这些参数和映射到适合您的自定义应用程序。
你也可以得到很多的信息基于你的任何数据,即使对于质量流量,以及发动机的转矩和速度。
听起来非常有趣。我们忍受20到25分钟,我们将指导您完成在动力总成Blockset建立一个模型的过程。
我们要做一些软件与动力Blockset演示,然后我们将总结要点。
听起来不错。
克利斯朵夫说过,动力总成Blockset是一个添加到仿真软件功能。金宝app它构建的模型,它的优点是,你可以把这两个平台金宝app的建模工作。
克利斯朵夫,如果你看这个图在屏幕上,你可以看到动力Blockset是伟大的,当你有大量的数据。所以它可以用于数据驱动建模,并进行分析,因为它可以提供相对高的结果。
同样的,另一方面,它更多的是一个equation-based方法。我建议在设计阶段使用,当你开始。但知道模型还可以用于分析。金宝app如果你有一个非常高的忠诚模型,您已经构建了通过数月乃至数年在仿真软件中,你可以得到很好的结果进行分析。金宝app
所以这两个的优点是,你可以把它们。
正确的,我将从这个幻灯片是仿真软件在设计的早期阶段开始。金宝app如果我有方程,我可以设置仿真软件模型。金宝app动力总成Blockset,我需要更多的数据,分析系统,我已经有了。但是我不担心,因为动力Blockset仿真软件。金宝app因此,即使一个组件将在动力总成Blockset失踪,可以设置和仿真软件,可以在结合使用这些工具。金宝app这是伟大的听。
完全正确。太好了。是的,所以一些动力Blockset——它的优势是建立在仿真软件。金宝app它提供了与测试数据,用户定制模块的能力。你也可以代表一个组件与一个块的操作。
所以,在仿真软件中,我们使用金宝app许多街区的一个子系统。现在,您可以只使用一个块。再一次,它还支持——动力Blockset——金宝app自动代码生成。
好了。
现在,如果用户正在寻找证据确凿的,开放的,和可重构模型,动力Blockset是一个很好的选择。同样,如果用户有访问大量的测试数据,动力总成Blockset是一个伟大的选择。
最后,动力总成Blockset还可以减少模型中块的数量,同时保持一定程度的忠诚。
我认为一个很好的例子是一个内燃机。如果你想整个热力学模型,机械性能,发生的所有进程,你会需要一个几十个仿真软件模块。金宝app我要说动力Blockset,使用一个引擎可用参数化的数据块,和你是好去。
正确的。好的,那么另一个重要方面的动力Blockset我们必须记住的是,它提供了各种各样的组件选择。我的意思是,例如,代表发动机操作,您可以最基本类型的块。这些被称为映射块。所以你可以看到,他们通常使用查找表或地图。
但是你也可以一个引擎的细节和动态模型,无论是compression-ignited或火花点火。对于这个演示,我们要坚持的地图版本。但您可以配置很多不同方面的操作引擎,像空气质量流量的力量,燃料流量,温度,效率,甚至排放方面的引擎。
也为传输,我们有各种各样的选择。你可以连续变量传输,双离合变速器,或在这种情况下我们要使用在我们的模型是一个离散的手动变速箱。
再一次,在这个模型中,我创建了逻辑转变传输使用状态流。这是一个工具框,可以添加到仿真软件。金宝app和另一个的信息,人们可能需要访问地图传输转变。所以决定以什么速度一个油门踏板位置,传动,变速。
所以,这些是主要的组件,我要联系我的演示。但是,我有很多其他组件,如车辆动力学、轮胎、和动力传动系统,我想在这里的演示。
所以我们可以很简单的滑翔机。我们看到这些系列的第一集的滑翔机。这里我们所做的是我们添加另一个程度的复杂性。我们可以添加轮子和刹车车辆动力学。所以我要从这里开始汽车的动态系统。
从上一次,我们看到车辆动力学或滑翔机代表通过求和的力量,许多不同的块。在这种情况下,所有的总结了在车辆体块。和我联系方面,这些块开放式可重构。我的意思是你可以探索这些块。
举个例子,如果你看下面具,你可以自定义的一些方面这一块如果你真的想要达到这一水平。
对的,或者你从中受益。你信任MathWorks工程师和开发人员,这是实现正确,就使用它。所以你有选择的自由。
没错,所以很多自由的时候。再一次,我在做什么这是我使用的一些参数。我定制这些块,然后我就塞在我的模型。
好了。
大量的简化。一块来表示车辆动力学。在这里,我在做什么是代表车辆的轮胎。所以前面轮胎和后方轮胎——这只纵向动力学模型。
好吧,这是公平的。你需要从某一点开始。在这里我们看到,轮胎模型引用魔术公式的方法。
正确的。
所以它可以使用不同的轮胎模型参数化。在这种情况下,我们选择一个非常简单的方法——Pacejka魔术公式。好消息是我们开发了工具获得魔法公式系数从轮胎测试数据。
所以我们从德TTC的引用。这是另一个的软件,我们将与你分享在另一个视频,并在文件交换。这将允许您获得系数B, C, D, E从你的轮胎测试数据。我想一点点,我们真的装备你的东西你需要建立一个汽车模型。
好的,我们覆盖了轮子,车辆动力学、又在这个子系统我们将看到一个司机。我们PID参考速度之间的误差,车辆速度,它输出的制动和实际转矩命令我们的欲望。
好了。
如果我们运行这个模型,这是一个驱动循环,实际上是600秒。但是这个模型可以运行在可能不到五秒。
大概四到五秒。
所以比较快。你也可以评估结果通过比较参考速度的速度,你的模型。在这里,我可以说,我的模型实际上是满足驱动周期以一个适当的方式。
绝对的。
和另一件事提醒团队或用户是他们可以定制这些模型使用一个输入符合他们的需求,无论是一圈时间或周期。
完全正确。
好吧,如果我们搬到下一个模型我想展示一个电池电动车。所以你怎么能模型Blockset电动动力系统和传动系统。我想从这里开始运动。所以司机实际上是为汽车提供一个油门踏板的位置。
你看到这是更加简洁,少了很多块,比我们过去的仿真软件。金宝app我做的是第一个预先确定电动机的转矩和负载操作。我由司机需求规模,由于油门踏板的位置,这是我的转矩命令。
这电池电压是来自电池模型,从电池块。这电机转速是我计算的线性车辆速度和运动速度之间的关系。我有所有这些输入。这实际上块给我电池负载实际电池系统,以及电动机的转矩输出。
艾德,一个简单的问题关于电池模型。你用电池建模方法,介绍了系列的第一个视频,还是动力Blockset提供你一块电池。
这是个很好的问题。我使用的块提供的动力系统Blockset。所以我要进入该块的细节在短短几秒钟。
这里你可以参数化这个电机速度和扭矩的作品。和我的建议将会开始,一些默认值,可以满足用户的需求,然后进行参数化,根据测试数据,你可能会在晚些时候推出。
太好了。
如果我们去这里的电池系统,这是一块提供的工具箱。所以,来自于电动机的负载电流子系统,一个环境温度的输入,得到电池的输出电压。
好吧,这里你肯定可以描述也效率和细胞的数量或电池的化学。在这种情况下,我决定改变细胞串联和并联的数量来满足我的驱动周期在这个模型。
太好了。再一次,后面的微分,之前我们有一些公式建模驱动线。现在,我们只有一个开放的差速锁。这简化了的事情。我担心这只是把最终传动的传动比。这是唯一改变。然后来自电机转矩的微分通过轴合规。
这个块,它是模型弹簧阻尼系统。很像一个轴,或一个轴。然后去我们之前车轮和车辆动态子系统。这从之前的模型并没有改变。这是这些模型的优点之一。你可以建立的复杂性。你可以和你的第一个模型和添加不同的组件。
完美,太好了。已经我们运行这个模型,还是想试一试吗?
让我们运行它。所以,驱动周期大约600秒,但这个模型相对快速运行。我认为它运行在不到5秒钟。
好了。
恩,就是这样。我们可以高层视力检查结果。所以我会议驱动循环吗?在这种情况下,我们是来旅游的。这些模型也可以提供更多详细信息的每一个组件,电池,马达,齿轮箱。
我正要置评。所以我们让模型运行,我们显示一个默认的阴谋。但是你可以把一个范围几乎任何类型的信号模型,您可以监视电流,可以监控力量,合规轴系统,和电池的信息,所以你有洞察一切。它是基于仿真软件,你可以在M金宝appATLAB信号保存到您的工作区。这些模型这是超级访问和超级容易处理。
好吧。现在最后一个模型,我有我想要展示的是一个传统的车辆。所以我们如何能模型燃烧引擎?再一次,司机子系统——我开车线实际上并没有改变。我仍然有一个后方微分轴,车轮和车辆动态。那么实际上改变了动力系统。不同的组件生产车辆的推进。
这这种情况下,我有一个油门踏板位置来自引擎驱动子系统。我这里只是一个主要街区——映射的火花点火发动机。这里我要做的就是从油门踏板位置转换为转矩命令基于发动机的特点。如果我打开这个块,我可以定制很多不同的东西。
所以我推荐的团队或用户将开始使用默认值,特征,然后基于测试数据的参数化组件,你可能会得到。
是的,我知道,很多团队获得绝妙的。这正是你把所有输入数据参数化你的引擎。艾德说,从违约和添加数据。
好吧,如果我们继续最后一个不同的组件,这是一个传播,这里是一个理想的传输上试用。所以我照顾转移逻辑与国家流动,这是一个不同的工具箱。然后我没有离合器模型的车辆系统。所以我做的是一些逻辑模型,实现离合器操作。所以刹车时,没有转矩输入,传输和引擎分离。
酷。
我提供这些输入这个传输块。我可以得到很多的信息传输块。此外,用于反馈的发动机转速。然后,输出速度,我可以得到的转矩输出。这是明星的转矩驱动线,微分和轮子。
酷。所以唯一的组件你没有实际建模为一个组件是离合器。所以你所做的是一个逻辑的离合器,这是一个非常聪明的简化。这也是仿真软件给你的自由——设置自己建模深度,如果你能模型简金宝app单,模型简单。
当然,简单总是好的开始。这一块,你有很多不同的东西,你可以参数化。例如,齿轮和齿轮的每一个的数量比率,甚至效率。这是用户来填补这些空白。
是的,对的。这是关于阅读的传输的数据表,你心目中的传播。
绝对的。所以,如果我们运行这个模型应该——这需要一段时间,但它仍然远低于10秒。
不错,艾德。嗯,这些演示令人印象深刻——伟大的复杂性与体面的街区。我们可以试着总结今天的事件的关键外卖一点吗?
当然,做一下。动力系统组件,正如我们提到的,是建立在仿真软件,给出了很大的灵活性。金宝app这些模型是高度开放和可配置的。可用的文档有很多这是如何工作的,以及如何进行适当的修改,如果必要的。
另外,值得记住的是,动力总成Blockset组件是数据驱动的。所以你的责任是这些组件参数化任何可用的测试数据。有时,我想推荐工作流从默认已经提供的组件如果你没有访问的数据。
有很多选择,当我们提及。例如,对于引擎选项,传输,甚至差异,和车辆的身体,等等。所以与此工具提供了很大的灵活性。最后我想强调的是,代码生成的动力系统也支持,如果你需要做硬件测试或硬件部署。金宝app
我认为这是一个很好的总结今天的事件。将会有更多的视频。下一节将对Simscape。关键字有物理建模。所以实际上建模物理组件。如果你觉得对你很有意思,请继续关注。你能你能试着总结下一集一个短语?我们要做什么?
我们要做Simscape、物理建模。它可以非常直观和有趣,所以请继续关注。
直观的,完美的。嗯,非常感谢。
谢谢你,克利斯朵夫。
很高兴与你记录。和对事件的结束,你习惯——我们非常感兴趣你的反馈。如果你寄给我们的邮件,或者你可以联系我们在社交媒体上——例如,Facebook——这将是伟大的。因为这是我们支持的基础。金宝app你分享你的问题越多,你越喜欢分享你的问题,更好的支持。金宝app所以,请使用这个工具。
另一个链接为了完整性,找到所有赛车休息室mathworks.com/racinglounge下发作。在这个生态系统,你还会发现软件提供的链接。如果你使用我们的软件,我们会很高兴如果你使用MathWorks标志在你的车或你的报告。
谢谢收看。下次再见。
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