学生休息室

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McGill Formula Electric虚拟悬架设计流程

对于今天的博文,Sam Reinsel很高兴第二次主持麦吉尔公式电加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的团队。凯蒂,安得烈,加勒特,西里尔,尼古拉斯作为客座博主,我将在这里解释他们在远程工作时投入的一些时间。这是一个很好的例子,告诉你如何推动你的团队前进,并确保你的团队不仅学习,而且在环境不利的时候改善。

介绍

我们最后一篇博文,我们讨论了我们首次尝试使用Simulink来支持我们的车辆开发。凭借一年的经验,我金宝app们今天在这里展金宝app示了我们当时所做的一些事情。由于2020年的不可预见的情况,我们没有测试一辆实体车,我们转而加大了模拟工作。事实证明,投资于使用MATLAB和Simulink构建的软件工具非常有用,因为它们使我们能够更好地理解和分析我们正在研究的系统。以下是我们构建的一些很酷的工具,我们认为您可能会喜欢。

程模型

虽然简单,但我们发现¼车型(就像我们在上一篇博文中发布的一样)这足以找到指导轨道设置调整和交叉检查更高复杂性模型数据的一般趋势。回归¼汽车模型的首要原则,而不是像我们在上一篇博文中讨论的那样直接跳到7自由度的行驶模型,这对我们很有帮助。简单的分析模型更容易验证,计算量更少太贵了。

我们还发现很容易将我们在¼赛车上建立的分析技术转移到其他模拟中。我们能够了解很多关于我们赛车对各种设置的敏感性,并且可以通过优化它找到一个好的一垒赛车设置。因为我们有一个高下压力赛车,俯仰/侧倾和底盘高度敏感性对性能有很大影响rmance。为了检查这些参数,我们在Simscape中建立了一个½汽车模型,并应用从¼汽车收集的知识。在下图中,您可以看到道路保持、负载变化和离地间隙参数之间存在权衡。MATLAB和Simulink帮助我们量化了这些权衡。金宝app

轮胎模型

去年,我们决定把18个轮胎换成16个。来自轮胎测试联盟(TTC)的数据对这一过程至关重要。从laptime仿真提供的高级视图开始,我们量化了轮胎质量和惯性的影响,检验了轮胎温度的影响,并使用我们在MATLAB中建立的轮胎模型分析了纯滑移扫瞄。构建我们自己的模型使我们与团队的其他模拟工具的集成具有更大的灵活性和易用性。

偏航力矩图

我们还在MATLAB中创建了一个横摆力矩图工具,与我们的轮胎模型集成。YMD工具与我们的悬架运动学计算工具以及CFD模拟生成的5D气动图集成在一起,因为它对考虑不同情况下的运动学和气动变化非常重要。我们的YMD工具用于设计阶段,并帮助我们优化汽车的设置。在设计阶段,可以比较不同的悬架配置,看看它们对汽车的操纵特性的影响。此外,我们可以执行灵敏度扫描来比较不同的设置选项(如脚趾,弧度,胎压等)。

悬架设计的应用

悬架对车辆的性能至关重要,设计新的悬架一直是一个挑战。像OptimumK这样的程序对于分析运动学和设计过程非常有帮助。然而,我们变得有限,因为我们不能得到OptimumK与我们的程序和分析在MATLAB的接口。为了解决这一限制,我们利用运动学和MathWorks的优秀文档,在MATLAB中制作了自己的悬架设计应用程序。仿真和逻辑,即应用程序的“后台”,是用MATLAB代码编写的。为了让应用更具用户友好性和直观性,我们使用应用设计师创造了UI,这也让我们能够将所有内容打包成一个独立的应用。我们可以将运动应用到底盘上(游戏邦注:如升沉、倾斜和滚动),并动画化点的运动。所有相关的运动学参数(弧度,脚趾,运动比等…)都可以绘制和分析。有了这个工具,我们可以很容易地改变悬挂点来评估它们的运动,可视化它们对整车动力学的影响,并确保我们符合规则。

我们可以将运动应用到底盘上(升沉,俯仰和翻滚),并动画化点的运动。所有相关的运动学参数(弧度,脚趾,运动比等…)都可以绘制和分析。有了这个工具,我们可以很容易地改变悬挂点来评估它们的运动,可视化它们对整车动力学的影响,并确保我们符合规则。

虽然它花费了大量的时间来创建,但能够在MATLAB中直接更改悬挂点给了我们更大的控制,并节省了调试时间,因为我们有源代码。同样,我们不再需要将配置导入到我们的Simulink模型中,这导致了在我们的仿真工作中更大的集成。金宝app当我们转向解耦悬架时,与乘坐模型的集成是一个例子,该工具在我们的设计过程中提供了对车辆动力学的整体更大的关注。创建一个更强大的软件架构支持我们在未来开发新的模型和模拟。金宝app

结束

这些是自上次面对面FSAE竞赛以来,我们使用MATLAB/Simulink进行的一些很酷的模拟。我们的团队对模拟世界仍然很陌生,但我们看到了虚拟化和模拟金宝app工作在工业中的巨大推动。了解汽车已经够难了,但在构建方面需要一些投资建立一个强大的软件架构来支持模拟对我们帮助很大。我们希望你能发现这些工具和我们想象的一样有趣!金宝app

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