CarSim与Simulink联合仿真Word格式文档下载.docx

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2。

1Simulink接口

1）变量由Simulink导入CarSim（导入变量）

可由Simulink导入到CarSim中的变量可达160多个，主要分为以下几部分：

⏹控制输入

⏹

轮胎/路面输入

⏹轮胎的力和力矩

⏹弹簧及阻尼力

⏹转向系统的角度

⏹传动系的力矩

⏹制动力矩及制动压力

⏹风的输入

⏹任意的力和力矩图2.1CarSim导入变量分类

我们可以在Simulink中定义变量,也可以在其他软件中定义并导入Simulink模型中,导入的变量将叠加到CarSim内部相应的变量中。

2）变量由CarSim导入Simulink（导出变量）

导出变量可以应用于用户自定义的Simulink模型，CarSim的导出变量多达560之多，如车辆的位置、姿态、运动变量等。

图2.2CarSim导出变量分类

图2.3为CarSim软件所提供的一个CarSim与Simulink联合仿真的例子

图2.3简单驾驶员模型

2.2CarSim与Simulink联合仿真

以CarSim中所提供的与Simulink联合仿真的一个例子为例（稍有修改），来介绍CarSim与Simulink联合仿真的整个过程。

例：

车型

B-class，Hatchback:

NoABS

初始车速

65km/h

节气门开度

档位控制

闭环四档模式

制动

2s后紧急制动

方向盘转角

0deg

路面

对开路面

仿真时间

10s

仿真步长

0。

001s

说明：

选用同一车型的两辆汽车，同样的仿真工况，但其中一辆加入在Simulink中建立的ABS控制器，相当于一辆汽车带有ABS，而另一辆汽车没有带ABS,方便对比。

（1）双击桌面上CarSim的图标

运行CarSim，这里选用是的CarSim8。

0版本；

（2）出现‘选择数据库’对话框，如图2。

4所示，选择好数据库文件夹后点击‘Continuewiththeselecteddatabase'

若想要不再出现此对话框,可以将左下角‘Don’tshowthiswindowthenexttimeyoustart’选中；

图2.4选择数据库

（3）然后将会出现如图2。

5所示的对话框（‘许可设置’），选择‘Select’,即可打开CarSim的主界面，如图2。

6所示；

图2。

5许可设置

6CarSim主界面

由图2。

6可以看到在CarSim主界面中，主要有三大部分：

车辆参数及仿真工况的设置、数学模型求解、后处理。

用户可以修改车辆参数，根据需要来设置仿真工况，图2。

6中所示为双移线仿真工况。

在后处理部分，可以显示模型的仿真动画及绘制仿真曲线，如图2.7。

7仿真动画与曲线

（4）点击

来新建一组dataset，如图2。

8，在两个文本框中分别输入'

Example’和’ABS’，然后点击’set’,以完成新建。

图2.8新建dataset

（5）选择'

datasets'

下拉菜单,看有何不同，如图2.9。

图2.9第（4）步中所建的dataset

（6）点击图2.10（a）中的下三角，选择相应的车型,如图2.10（b）。

（a）（b）

10选择车型

（7）新建一个所要求的仿真工况：

1）点击图2。

11中所示的工况，如图2。

12所示。

图2.11120km/h双移线仿真工况

12120km/h双移线仿真工况的主界面

2）新建仿真工况，点击

，在图2.13中的文本框中依次输入‘ABSExample’和‘SplitMu’,点击‘Set’完成新建。

图2.13新建仿真工况

3）根据例子中的要求设置仿真工况：

●初始车速为65km/h；

●节气门开度为0；

●2s后紧急制动;

●档位控制选用闭环四档模式；

●方向盘转角为0deg；

●路面选择对开路面；

完成设置后，如图2。

14所示。

图2.14仿真工况设置

4）设置仿真时间：

同样在设置仿真工况的主界面里，在如图2.15所示的文本框内输入‘10’。

15仿真时间设置

5）选择前面新建的仿真工况：

点击

，返回CarSim的主界面，选择前面新建的‘SplitMu'

工况，如图2.16。

16选择仿真工况

6）设置仿真步长：

在CarSim主界面下，点击下拉菜单‘Tools’,选择‘Preferences'

，出现如图2.17的界面，在图中红色圆角矩形框内，将仿真步长设为‘0。

001s’.

图2.17设置仿真步长

（8）点击

运行数学模型，计算结束后，点击

，观看仿真动画，看一下无ABS车辆在对开路面上紧急制动的效果，如图2。

18所示，也可以点击

来绘制曲线.

图2.18仿真动画显示

（9）建立CarSim与Simulink联合仿真的模型：

1）点击如图2.19所示的下三角，选择‘Models:

Simulink’。

图2.19选择Simulink接口

2）点击如图2。

20所示的下三角,选择‘[LinktoNewDataset］'

。

图2.20LinktoNewDataset

3）此时将弹出一个如图2。

21所示的对话框,在文本框中依次输入‘Example’和‘ABS’，点击

完成新建，如图2.22.

图2.21新建一个与Simulink联合的Dataset

图2.22选择建立的‘ABS'

dataset

4）点击

如图2.24所示，

注意到：

①浏览工作路径：

在这里选择D:

\ProgramFiles\CarsimData；

②SimulinkModel的路径：

在D:

\ProgramFiles\CarsimData\Extensions\Simulink目录下新建一个空白的SimulinkModel,命名为ABS.mdl.点击

浏览ABS。

mdl，如图2.23所示

图2.23选择路径

图2.24Simulink｛Example｝ABS的主界面

5）定义CarSim的导入变量：

点击如图2。

25（a）所示的下三角，选择‘I/OChannels：

Import’，然后按图2.25（b）、（c）新建导入变量；

（a）

（b）

（c）

25新建ABSinput

，显示如图2.26,这里需要浏览找到Readmefileforoutput，这里为Programs\solvers\ReadMe\i_i_imports_tab.txt.定义CarSim导入变量为4个车轮的轮缸压力,顺序依次为:

IMP_PBK_L1（左前轮缸压力［MPa]）、IMP_PBK_R1（右前轮缸压力［MPa］）、IMP_PBK_L2（左后轮缸压力［MPa］）、IMP_PBK_R2（右后轮缸压力［MPa］）,记下导入顺序。

图2.26定义CarSim导入变量

6）定义CarSim的导出变量：

步骤同5）定义CarSim的导入变量相同，首先新建名为ABSoutput的一个dataset.点击

弹出如图2.27所示的界面，这里需要浏览找到Readmefileforoutput，这里为Programs\solvers\ReadMe\i_i_outputs_tab.txt。

定义CarSim的导出变量依次为:

Vx_L1（左前轮速[km/h]）、Vx_R1（右前轮速［km/h]）、Vx_L2（左后轮速［km/h]）、Vx_R2（左前轮速［km/h］）、Vx_SM（汽车质心处的速度[km/h]）、Pbk_Con（主缸压力的控制输入［MPa］），记下导出顺序。

27定义CarSim导出变量

7）点击

，返回CarSim主界面，然后点击图2.27所示的

此时Matlab及前面所新建的空白的模型ABS.mdl将被打开,如图2。

28。

图2.27数学模型求解器

图2.28MATLABCommandWindow及ABS。

mdl

8）在MATLABCommandWindow中键入simulink，回车，打开SimulinkLibraryBrowser，注意现在的SimulinkLibraryBrowser比单独运算MATLAB/Simulink时多了一个‘CarSimS-Function’，如图2。

29所示,将

拖拽到ABS。

mdl里，显示为

，注意此模块恰好有一个输入接口和一个输出接口，分别对应着CarSim的导入变量和导出变量 

图2.29含有CarSimS-Function模块的SimulinkLibraryBrowser

9）在ABS.mdl中加入ABS控制策略，CarSim的导出量经过Simulink计算，决策出各个轮缸的压力，然后导入到CarSims模块里，如图2。

30所示

图2.30CarSim与Simulink联合仿真的ABS控制模型

10）返回CarSim主界面，点击

，运行结束后，再点击

，弹出ABS.mdl,如图2。

30，点击模型的

即可运行整个模型.

说明：

若对CarSim软件里的参数（车辆参数、仿真工况等）进了修改，则要再点击

，运行结束后，然后点击

来重新读入修改后的参数,最后点击模型的

，运行整个模型；

若只在Simulink模型里作相应的修改，不影响CarSim中的参数，直接点击

即可。

31加入ABS控制后,车速与各轮速的关系曲线

11）观察加入ABS控制后的车辆行驶，点击

，查看动画，如图2。

32，同样也可点击

绘制曲线。

32带有ABS控制的仿真动画

（10）在前述操作的基础上，为了更好的显示ABS控制效果,采用同样车型，同样的仿真工况,而其中一辆加入了ABS控制，另一辆不带ABS.

1）在CarSim主界面下，点击

，新建一个dataset如图2。

33所示,点‘Set’完成操作。

33新建NoABSControldataset

2）取消与Simulink联合仿真的选择，如图2.34，选择‘[Nolinkedlibrary］’。

34取消与Simulink联合仿真

3）选择CarSim主界面右下方的

，选择前面所建立的dataset，如图2.35,完成操作后,点击该处的，弹出ABS的CarSim的主界

35选择dataset

4）完成上面3）操作后,点击该处的，弹出ABS的CarSim的主界面，同样按上面3）操作方法,选择在1）所建的‘NoABSControl'

在主界面右上角,选中，并设置为红色;

5）点击主界面上的,运行模型,结束后，点击，查看仿真动画，如图2。

36所示，其中红色车辆为不带ABS控制的车辆.

图2.36有无ABS控制的对比