CarSim与Simulink联合仿真Word格式.doc

1、l 软件可以实时的速度运行，支持硬件在环，CarSim软件可以扩展为CarSim RT, CarSim RT 是实时车辆模型，提供与一些硬件实时系统的接口，可联合进行HIL仿真；l 先进的事件处理技术，实现复杂工况的仿真；l 友好的图形用户界面，可快速方便实现建模仿真；l 提供多种车型的建模数据库；l 可实现用户自定义变量的仿真结果输出；l 可实现与simulink的相互调用；l 多种仿真工况的批运行功能；2 CarSim与Simulink联合仿真2.1 Simulink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

2、要分为以下几部分：n 控制输入n 轮胎/路面输入n 轮胎的力和力矩n 弹簧及阻尼力n 转向系统的角度n 传动系的力矩n 制动力矩及制动压力n 风的输入n 任意的力和力矩 图2.1 CarSim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2.2 CarSim导出变量分类图2.3为CarSim软件所提供的一个CarS

3、im与Simulink联合仿真的例子图2.3 简单驾驶员模型2.2 CarSim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:No ABS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

4、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Continue with the selected database，若想要不再出现此对话框，可以将左下角Dont show this window the next time you start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 许可设置图2.6 CarSim主界面由图2.6可以看到在CarSim主界面中，主要有三大部分：

5、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。图2.7 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）图2.10 选择车型（7）新建一个所要

6、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2.11 120km/h双移线仿真工况图2.12 120km/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ABS Example和Split Mu，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：l 初始车速为65km/h；l 节气门开度为0；l 2s后紧急制动；l 档位控制选用闭环四档模式；l 方向盘转角为0deg；l 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

7、所示的文本框内输入10。图2.15 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Split Mu工况，如图2.16。图2.16 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

8、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Link to New Dataset。图2.20 Link to New Dataset3） 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ABSdataset4）点击， 如图2.24所示，注意到：浏览工作路径：在这里选择D:Program FilesCarsimData；Simulink Mode

9、l的路径：在D:Program FilesCarsimDataExtensionsSimulink目录下新建一个空白的Simulink Model，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2.24 Simulink ExampleABS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/O Channels:Import，然后按图2.25（b）、（c）新建导入变量；（a）（b）（c）图2.25 新建ABS input点击，显示如图2.26，这里需要浏览找到Readme file for output，这里为Progr

10、amssolversReadMei_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ABS output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Readme file for output，这里为Progra

11、mssolversReadMei_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。图2.27 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2.28 MATLAB Command Window及ABS.md

12、l8）在MATLAB Command Window中键入simulink，回车，打开Simulink Library Browser，注意现在的Simulink Library Browser比单独运算MATLAB/Simulink时多了一个CarSim S-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CarSim S-Function模块的Simulink Library Browser9） 在ABS.mdl中加入ABS控制策略，CarSim的导出量经过Simul

13、ink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2.30 CarSim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。图2.31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