Simulink汽車仿真實例課件

Simulink汽車仿真實例Simulink汽車仿真實例Simulink汽車仿真實例內容概覽引例：用Simulink對微分方程建模仿真一個發(fā)動機模型離合器接合/分離模型防抱死制動系統(tǒng)（ABS）半車模型懸架系統(tǒng)2021/2/42Simulink汽車仿真實例Simulink汽車仿真實例Si內容概覽引例：用Simulink對微分方程建模仿真一個發(fā)動機模型離合器接合/分離模型防抱死制動系統(tǒng)（ABS）半車模型懸架系統(tǒng)2021/2/42內容概覽引例：用Simulink對微分方程建模仿真202引例用Simulink對下列微分方程進行建模仿真（u

為常數(shù)）2021/2/43引例用Simulink對下列微分方程進行建模仿真（u為基本步驟啟動MATLAB啟動Simulink新建一個模型保存模型選擇合適的模塊模塊操作信號線操作仿真參數(shù)設置開始仿真2021/2/44基本步驟啟動MATLAB2021/2/44擴展步驟示波器設置多個示波器分別顯示多條曲線在一個示波器中顯示多條曲線2021/2/45擴展步驟示波器設置2021/2/45實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型根據(jù)下列數(shù)學模型，用Simulink建模仿真。負載扭矩（輸入）：節(jié)氣門開度（輸入）：2021/2/46實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型根據(jù)下列數(shù)學模型，用Simulink實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型進入進氣歧管的空氣質量速度：2021/2/47實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型進入進氣歧管的空氣質量速度：2021/實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型進氣歧管的壓力變化速度：2021/2/48實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型進氣歧管的壓力變化速度：2021/2/實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型離開進氣歧管的空氣質量速度（即進入氣缸的空氣質量速度）：2021/2/49實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型離開進氣歧管的空氣質量速度（即進入氣缸實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機扭矩：2021/2/410實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機扭矩：2021/2/410實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機角加速度：2021/2/411實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機角加速度：2021/2/411實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型用到的模塊一覽：常量 Constant Sources階躍 Step Sources示波器 Scope Sinks終端 Terminator Sinks增益 Gain MathOperations加減 Sum MathOperations乘除 Product MathOperations求最值 MinMax MathOperations判正負 Sign MathOperations匯總器 Mux SignalRouting開關 Switch SignalRouting2021/2/412實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型用到的模塊一覽：2021/2/412實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型用到的模塊一覽：關系運算符 RelationalOp.

Logic&BitOp.積分器 Integrator Continuous飽和環(huán)節(jié) Saturation Discontinuites單位延遲 UnitDelay Discrete初始條件 IC SignalAttributes函數(shù) Fcn User-DefinedFcn子系統(tǒng) SubSystem Ports&Subsystems輸入 In1 Ports&Subsystems輸出 Out1 Ports&Subsystems觸發(fā)器 Trigger Ports&Subsystems2021/2/413實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型用到的模塊一覽：2021/2/413作業(yè)完成各個子系統(tǒng)的建模。下節(jié)課將這些子系統(tǒng)組裝成一個完整的發(fā)動機模型。2021/2/414作業(yè)完成各個子系統(tǒng)的建模。下節(jié)課將這些子系統(tǒng)組裝成一個完整的實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型Simulink模型：2021/2/415實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型Simulink2021/2/415實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型仿真結果分析：負載減小，發(fā)動機轉速升高并趨于穩(wěn)定；節(jié)氣門開度增加，發(fā)動機轉速升高并趨于穩(wěn)定；負載增大，發(fā)動機轉速下降并趨于穩(wěn)定。123發(fā)動機轉速曲線2021/2/416實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型仿真結果分析：負載減小，發(fā)動機轉速升高實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制加入一個離散控制器（PI控制器），通過一個快速節(jié)氣門執(zhí)行器調節(jié)發(fā)動機轉速，使得負載轉矩的變化對發(fā)動機轉速的影響最小。2021/2/417實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制加入一個離散控制器（實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制模型2021/2/418實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制模型2021/2/4實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制發(fā)動機轉速曲線負載扭矩曲線節(jié)氣門開度曲線2021/2/419實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制發(fā)動機轉速曲線負載扭作業(yè)建立一個完整的帶PI轉速控制器的Simulink發(fā)動機模型（可參考enginewc.mdl）。2021/2/420作業(yè)建立一個完整的帶PI轉速控制器的Simulink實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型一個離合器集中參數(shù)模型2021/2/421實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型一個離合器集中參數(shù)模型2021/實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型參數(shù)定義：2021/2/422實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型參數(shù)定義：2021/2/422實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型摩擦扭矩：最大動摩擦扭矩：最大靜摩擦扭矩：對于非金屬材料的當量半徑2021/2/423實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型摩擦扭矩：最大動摩擦扭矩：最大靜實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型離合器保持接合所需要的摩擦扭矩：2021/2/424實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型離合器保持接合所需要的摩擦扭矩：實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型接合/分離的有限狀態(tài)機（FSM）：接合條件lock分離條件unlock原狀態(tài)mem執(zhí)行動作locked說明0000保持分離態(tài)0011保持接合態(tài)0100保持分離態(tài)0110切換至分離態(tài)1001切換至接合態(tài)1011保持接合態(tài)1101切換至接合態(tài)1110切換至分離態(tài)2021/2/425實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型接合/分離的有限狀態(tài)機（FSM）實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型基本模塊介紹：使能子系統(tǒng)：當使能端口的控制信號為正時，子系統(tǒng)執(zhí)行（sys_enable.mdl）；觸發(fā)子系統(tǒng)：子系統(tǒng)只在觸發(fā)事件發(fā)生的時刻執(zhí)行，并保持該時刻的輸出直至下一次觸發(fā)事件發(fā)生（sys_trigger.mdl）；邏輯運算“NOT”：（sys_not.mdl）；2021/2/426實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型基本模塊介紹：使能子系統(tǒng)：當使能實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型基本模塊介紹：HitCrossing：檢測輸入從指定方向上到達或通過指定點（sys_hit.mdl）；Goto/From：信號的跳轉。注意Tag的可見性；Memory：存儲模塊（sys_memory.mdl）；CombinatorialLogic：組合邏輯模塊；2021/2/427實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型基本模塊介紹：HitCross實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型Simulink模型：回調函數(shù)的使用2021/2/428實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型Simulink模型：回調函數(shù)的實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型仿真曲線：紫色：發(fā)動機輸入扭矩黃色：離合器夾緊力青色：最大靜摩擦扭矩紅色：保持接合的摩擦扭矩2021/2/429實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型仿真曲線：紫色：發(fā)動機輸入扭矩2實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型仿真曲線：紫色：主動盤轉速黃色：從動盤轉速青色：接合后轉速2021/2/430實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型仿真曲線：紫色：主動盤轉速202作業(yè)1、復習各類基本模塊；2、對離合器接合/分離模型進行建模仿真。2021/2/431作業(yè)1、復習各類基本模塊；2021/2/431實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）單輪制動數(shù)學模型：2021/2/432實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）單輪制動數(shù)學模型：2021/實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）Simulink模型：2021/2/433實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）Simulink模型：202實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）基本模塊介紹：傳遞函數(shù) TransferFcn Continuous查找表 LookupTable LoopupTables積分器（限幅）Integrator Continuous終止仿真 Stop Sinks防止“除零”而采取的措施：

1.0–u(1)/(u(2)+(u(2)==0)*eps)必定非零！2021/2/434實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）基本模塊介紹：傳遞函數(shù) Tr實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）Simulink模型精講bangbang控制器原理：制動系液壓管路：一階慣性環(huán)節(jié)2021/2/435實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）Simulink模型精講ba實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）仿真曲線：ctrl=1，ABS制動滑移率曲線黃色：實際滑移率車輪角速度曲線紫色：車輪前進速度折算角速度黃色：車輪實際角速度2021/2/436實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）仿真曲線：滑移率曲線車輪角速實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）仿真曲線：ctrl=0，非ABS制動滑移率曲線黃色：實際滑移率車輪角速度曲線紫色：車輪前進速度折算角速度黃色：車輪實際角速度2021/2/437實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）仿真曲線：滑移率曲線車輪角速實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）仿真曲線：ABS制動與非ABS制動效果對比ABS制動非ABS制動制動時間（x10-2s）制動距離（feet）2021/2/438實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）仿真曲線：ABS制動非ABS作業(yè)1、復習各類基本模塊；2、對防抱死制動系統(tǒng)進行建模仿真。2021/2/439作業(yè)1、復習各類基本模塊；2021/2/439實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)半車模型懸架系統(tǒng)：2021/2/440實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)半車模型懸架系統(tǒng)：2021/2/44實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)前懸架作用力和扭矩數(shù)學模型：2021/2/441實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)前懸架作用力和扭矩數(shù)學模型：2021實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)后懸架作用力和扭矩數(shù)學模型：2021/2/442實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)后懸架作用力和扭矩數(shù)學模型：2021實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)力平衡方程：扭矩平衡方程：2021/2/443實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)力平衡方程：扭矩平衡方程：2021/實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)Simulink模型：2021/2/444實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)Simulink模型：2021/2/實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)2021/2/445實戰(zhàn)4：半車模型懸架系統(tǒng)2021/2/445作業(yè)1、對半車模型懸架系統(tǒng)進行建模仿真。2021/2/446作業(yè)1、對半車模型懸架系統(tǒng)進行建模仿真。2021/2/446謝謝！謝謝！Simulink汽車仿真實例Simulink汽車仿真實例Simulink汽車仿真實例內容概覽引例：用Simulink對微分方程建模仿真一個發(fā)動機模型離合器接合/分離模型防抱死制動系統(tǒng)（ABS）半車模型懸架系統(tǒng)2021/2/42Simulink汽車仿真實例Simulink汽車仿真實例Si內容概覽引例：用Simulink對微分方程建模仿真一個發(fā)動機模型離合器接合/分離模型防抱死制動系統(tǒng)（ABS）半車模型懸架系統(tǒng)2021/2/449內容概覽引例：用Simulink對微分方程建模仿真202引例用Simulink對下列微分方程進行建模仿真（u

為常數(shù)）2021/2/450引例用Simulink對下列微分方程進行建模仿真（u為基本步驟啟動MATLAB啟動Simulink新建一個模型保存模型選擇合適的模塊模塊操作信號線操作仿真參數(shù)設置開始仿真2021/2/451基本步驟啟動MATLAB2021/2/44擴展步驟示波器設置多個示波器分別顯示多條曲線在一個示波器中顯示多條曲線2021/2/452擴展步驟示波器設置2021/2/45實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型根據(jù)下列數(shù)學模型，用Simulink建模仿真。負載扭矩（輸入）：節(jié)氣門開度（輸入）：2021/2/453實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型根據(jù)下列數(shù)學模型，用Simulink實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型進入進氣歧管的空氣質量速度：2021/2/454實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型進入進氣歧管的空氣質量速度：2021/實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型進氣歧管的壓力變化速度：2021/2/455實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型進氣歧管的壓力變化速度：2021/2/實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型離開進氣歧管的空氣質量速度（即進入氣缸的空氣質量速度）：2021/2/456實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型離開進氣歧管的空氣質量速度（即進入氣缸實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機扭矩：2021/2/457實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機扭矩：2021/2/410實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機角加速度：2021/2/458實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機角加速度：2021/2/411實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型用到的模塊一覽：常量 Constant Sources階躍 Step Sources示波器 Scope Sinks終端 Terminator Sinks增益 Gain MathOperations加減 Sum MathOperations乘除 Product MathOperations求最值 MinMax MathOperations判正負 Sign MathOperations匯總器 Mux SignalRouting開關 Switch SignalRouting2021/2/459實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型用到的模塊一覽：2021/2/412實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型用到的模塊一覽：關系運算符 RelationalOp.

Logic&BitOp.積分器 Integrator Continuous飽和環(huán)節(jié) Saturation Discontinuites單位延遲 UnitDelay Discrete初始條件 IC SignalAttributes函數(shù) Fcn User-DefinedFcn子系統(tǒng) SubSystem Ports&Subsystems輸入 In1 Ports&Subsystems輸出 Out1 Ports&Subsystems觸發(fā)器 Trigger Ports&Subsystems2021/2/460實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型用到的模塊一覽：2021/2/413作業(yè)完成各個子系統(tǒng)的建模。下節(jié)課將這些子系統(tǒng)組裝成一個完整的發(fā)動機模型。2021/2/461作業(yè)完成各個子系統(tǒng)的建模。下節(jié)課將這些子系統(tǒng)組裝成一個完整的實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型Simulink模型：2021/2/462實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型Simulink2021/2/415實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型仿真結果分析：負載減小，發(fā)動機轉速升高并趨于穩(wěn)定；節(jié)氣門開度增加，發(fā)動機轉速升高并趨于穩(wěn)定；負載增大，發(fā)動機轉速下降并趨于穩(wěn)定。123發(fā)動機轉速曲線2021/2/463實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型仿真結果分析：負載減小，發(fā)動機轉速升高實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制加入一個離散控制器（PI控制器），通過一個快速節(jié)氣門執(zhí)行器調節(jié)發(fā)動機轉速，使得負載轉矩的變化對發(fā)動機轉速的影響最小。2021/2/464實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制加入一個離散控制器（實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制模型2021/2/465實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制模型2021/2/4實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制發(fā)動機轉速曲線負載扭矩曲線節(jié)氣門開度曲線2021/2/466實戰(zhàn)1：一個發(fā)動機模型發(fā)動機轉速閉環(huán)控制發(fā)動機轉速曲線負載扭作業(yè)建立一個完整的帶PI轉速控制器的Simulink發(fā)動機模型（可參考enginewc.mdl）。2021/2/467作業(yè)建立一個完整的帶PI轉速控制器的Simulink實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型一個離合器集中參數(shù)模型2021/2/468實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型一個離合器集中參數(shù)模型2021/實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型參數(shù)定義：2021/2/469實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型參數(shù)定義：2021/2/422實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型摩擦扭矩：最大動摩擦扭矩：最大靜摩擦扭矩：對于非金屬材料的當量半徑2021/2/470實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型摩擦扭矩：最大動摩擦扭矩：最大靜實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型離合器保持接合所需要的摩擦扭矩：2021/2/471實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型離合器保持接合所需要的摩擦扭矩：實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型接合/分離的有限狀態(tài)機（FSM）：接合條件lock分離條件unlock原狀態(tài)mem執(zhí)行動作locked說明0000保持分離態(tài)0011保持接合態(tài)0100保持分離態(tài)0110切換至分離態(tài)1001切換至接合態(tài)1011保持接合態(tài)1101切換至接合態(tài)1110切換至分離態(tài)2021/2/472實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型接合/分離的有限狀態(tài)機（FSM）實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型基本模塊介紹：使能子系統(tǒng)：當使能端口的控制信號為正時，子系統(tǒng)執(zhí)行（sys_enable.mdl）；觸發(fā)子系統(tǒng)：子系統(tǒng)只在觸發(fā)事件發(fā)生的時刻執(zhí)行，并保持該時刻的輸出直至下一次觸發(fā)事件發(fā)生（sys_trigger.mdl）；邏輯運算“NOT”：（sys_not.mdl）；2021/2/473實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型基本模塊介紹：使能子系統(tǒng)：當使能實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型基本模塊介紹：HitCrossing：檢測輸入從指定方向上到達或通過指定點（sys_hit.mdl）；Goto/From：信號的跳轉。注意Tag的可見性；Memory：存儲模塊（sys_memory.mdl）；CombinatorialLogic：組合邏輯模塊；2021/2/474實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型基本模塊介紹：HitCross實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型Simulink模型：回調函數(shù)的使用2021/2/475實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型Simulink模型：回調函數(shù)的實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型仿真曲線：紫色：發(fā)動機輸入扭矩黃色：離合器夾緊力青色：最大靜摩擦扭矩紅色：保持接合的摩擦扭矩2021/2/476實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型仿真曲線：紫色：發(fā)動機輸入扭矩2實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型仿真曲線：紫色：主動盤轉速黃色：從動盤轉速青色：接合后轉速2021/2/477實戰(zhàn)2：離合器接合/分離模型仿真曲線：紫色：主動盤轉速202作業(yè)1、復習各類基本模塊；2、對離合器接合/分離模型進行建模仿真。2021/2/478作業(yè)1、復習各類基本模塊；2021/2/431實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）單輪制動數(shù)學模型：2021/2/479實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）單輪制動數(shù)學模型：2021/實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）Simulink模型：2021/2/480實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）Simulink模型：202實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）基本模塊介紹：傳遞函數(shù) TransferFcn Continuous查找表 LookupTable LoopupTables積分器（限幅）Integrator Continuous終止仿真 Stop Sinks防止“除零”而采取的措施：

1.0–u(1)/(u(2)+(u(2)==0)*eps)必定非零！2021/2/481實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）基本模塊介紹：傳遞函數(shù) Tr實戰(zhàn)3：防抱死制動系統(tǒng)（ABS）Simul