“如果没有Simu金宝applink，我不相信有任何方法可以开发出同样详细的可执行规范，也不可能如此广泛地使用基于模型的设计。”
马修·史蒂文斯，滑铁卢大学
挑战赛X是由通用汽车公司和美国能源部赞助的一项比赛，挑战17个北美学生团队重新设计雪佛兰Equinox，以减少排放和燃料消耗，同时不牺牲车辆性能或安全。
滑铁卢大学替代燃料团队(UWAFT)凭借他们的燃料电池汽车设计在三年比赛的第一年获得了总冠军。UWAFT还因在创建、模拟和分析车辆设计和子系统控制模型方面的杰出成就而获得了MathWorks跨界基于模型的设计奖。
“我们是唯一一个在动力系统中使用燃料电池的团队，”UWAFT的教师顾问罗伊登·弗雷泽教授说。“基于模型设计的MathWorks软件不仅缩短了我们团队建立原型和模拟车辆系统设计的时间，还使我们能够确定燃料电池技术的可行性。”
挑战赛第一年的重点是车辆设计。参赛者必须使用基于模型的设计在10个月内完成动力总成的设计和测试，并必须提交五份主要报告。
滑铁卢大学的团队寻求设计软件，使他们能够在整个项目中使用基于模型的设计——从需求捕获到实现。软件必须通过促进模型重用来加速控制策略的开发。它还必须能够快速学习，并使团队成员能够轻松地共享工作。
“MathWorks工具使我们能够模拟各种动力系统，开发精确的工厂模型，测试控制策略，并验证整体设计，”UWAFT船长Matthew Stevens说。
MathWorks提供MATLAB培训®,仿金宝app真软件®, Stateflow®以及基于Simulink的建模程序PSAT。金宝app史蒂文斯评论道:“拥有一个快速学习曲线的产品，或者学生已经接受过培训，这对团队的成功至关重要。“MathWorks工具可以用于设计过程中的多个阶段，最大限度地减少学生需要学习的软件程序数量。”
UWAFT开发了400多个PSAT模拟来比较燃料、技术和动力系统尺寸。优化工具箱™和复杂的实验设计使他们能够了解部件尺寸与车辆性能之间的关系，然后确定最佳动力系统。
他们使用Simuli金宝appnk开发了燃料电池动力系统的工厂模型，其中包括发动机、电池、燃料电池和DC/DC转换器。
MATLAB、S金宝appimulink、Stateflow和Control System Toolbox™使他们能够开发混合控制策略(HCS)，从而确定来自燃料电池的功率。MATLAB帮助他们在特定的驱动周期内找到燃料电池和电池之间的最佳功率分配。
DC/DC变换器提高燃料电池电压并控制燃料电池的功率。使用Simscape Electrical™对电路进行建模，该电路由PI控制器控制。该团队在MATLAB中使用波德图和零点极图研究了电路的频率响应和稳定性。仿真使他们能够验证正确的操作，确定电路效率，并计算电感器和其他组件的值和额定值。
由于燃料电池的开关，它产生了一个不连续的函数，很难用传统方法进行优化。为了找到最优控制基准，UWAFT使用了全局优化工具箱，它不要求函数是连续的。他们还使用深度学习工具箱™来模拟燃料电池堆内膜的水化过程。
团队使用Embedded Coder®将UWAFT卫星控制器定位在整个飞行器上，使用嵌入式控制器进行目标快速原型设计。
他们目前正在测试动力总成部件，改进车辆控制策略，将先进的燃料电池集成到车辆中，并研究减轻重量的可能性。
史蒂文斯说:“我们肯定有兴趣在整个比赛中使用其他MathWorks产品，并希望在我们未来的职业生涯中使用许多其下载188bet金宝搏他项目。”
易于沟通．MATLAB和Simulink金宝app环境使团队成员能够轻松地交换快捷方式和技巧，并通过电子邮件将他们的模型和结果相互发送以供进一步工作，从而提高了效率。
大量节省设计时间．史金宝app蒂文斯指出:“Simulink尤其允许UWAFT使用基于模型的设计来比较四种不同的燃料，并在不到10个月的时间内设计出强大的燃料电池运动型多用途车和控制策略，包括训练时间-这真是令人难以置信的壮举。”“如果没有Simu金宝applink，我们可能要等到三年的比赛结束，才能在第一年完成所需的工作!”
创新技术．史蒂文斯说:“我们相信，我们的最终产品将是第一款由学生设计的燃料电池汽车，在满足未来里程和效率需求的同时，提供与当今汽车具有竞争力的性能。”
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