硬件在環(huán)hil簡介匯編資料

1、基于(jy)硬件的在環(huán)仿真技術(shù)硬件(yn jin)在環(huán)仿真技術(shù)共五十六頁共五十六頁功能設(shè)計(jì)快速原型目標(biāo)代碼生成標(biāo)定硬件在回路（HIL）仿真V-cycle 開發(fā)(kif)流程共五十六頁SimDriveline 介紹(jisho)對(duì)汽車及航天機(jī)械傳動(dòng)和動(dòng)力系統(tǒng)建模和仿真的Simulink 工具。為 Simulink 擴(kuò)展了物理建模的能力(nngl)與 MathWorks 的控制設(shè)計(jì)和代碼生成產(chǎn)品緊密結(jié)合控制器+uy物理對(duì)象執(zhí)行機(jī)構(gòu)物理系統(tǒng)傳感器-共五十六頁SimDriveline 特征(tzhng)SimDriveline 提供了動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)各種元件的模塊，如齒輪(chln)，旋轉(zhuǎn)軸，離合器；標(biāo)

2、準(zhǔn)傳動(dòng)裝置（變速箱）模版；引擎、輪胎及車輛 模型。SimDriveline 使對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的建模和仿真變得極為容易。SimDriveline 提供了一個(gè)圖解式的圖形建模環(huán)境，每一個(gè)模塊代表一個(gè)元件，如齒輪、離合器、液力變矩器，而連接元件的線就是傳動(dòng)軸共五十六頁 應(yīng)用(yngyng)示例rCiC = rSsSs + rPiPi * rCi = rSs + rPirCoC = rSlSl + rPoPo ,*rCo = rSl + rPo(rCo - rCi)C = rPiPi + rPoPo , rCo - rCi= rPo + rPirRR = rCoC + rPoPo , rR = rCo

3、 + rPo(gRSs 1)C = gRSsR - Ss(gRSl + 1)C = gRSlR + SI共五十六頁您可以利用 SimDriveline 圖解(tji)式的模塊界面建立您需要的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型。共五十六頁相關(guān)(xinggun)產(chǎn)品 需要以下 MathWorks 的產(chǎn)品(chnpn)：MATLAB 7.0.1 或以后Simulink 6.1 或以后SimDriveline共五十六頁SimDriveline 庫SimDriveline 庫Solver&InertiaGears Force Elements Transmission TemplatesSensors & Actuato

4、rsUtilities drivelibVehicle Component共五十六頁實(shí)例(shl)實(shí)例：運(yùn)行(ynxng)一個(gè)drive_simpson 的模型共五十六頁總結(jié)(zngji)SimDriveline 可以為我們做什么？ SimDriveline 是simulink 環(huán)境下用于特殊場(chǎng)合建模的模型庫，我們可以通過傳感器和執(zhí)行器把它與simulink 相連接這個(gè)模型庫中的包含了建立傳動(dòng)系統(tǒng)需要的各種部件，如軸、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，離合器、變速箱等?；谂ｎD旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)建立的?？梢苑抡婺M傳動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)(yndng)情況共五十六頁本章(bn zhn)小結(jié)SimDriveline 介紹SimDrivel

5、ine 庫實(shí)例(shl)總結(jié)共五十六頁Simulink 高級(jí)(goj)建模技巧使用(shyng) SimDriveline 建模共五十六頁本章(bn zhn)概述SimDriveline 庫示例(shl)共五十六頁SimDriveline 模型(mxng)與 Simulink 模型的接口 需要與 Simulink 模塊連接的場(chǎng)合： 施加扭矩(torque)、動(dòng)作（motion) 監(jiān)視輸出(sense) SimDriveline 模型的信號(hào)不能直接(zhji)與 Simulink 模塊相連。 必須使用 Sensors 和 Actuators 庫中的模塊過渡。SimDriveline 連接Simu

6、link 信號(hào)共五十六頁SimDriveline 庫：Sensors & ActuatorsTorque Actuator是扭矩施加模塊。連接從simulink 傳遞來的扭矩Torque Sensor是扭矩傳感器B是驅(qū)動(dòng)端F是被動(dòng)(bidng)端，Tor為扭矩向simulink 輸出端口同理有Motion Actuator和Motion SensorIC模塊定義了轉(zhuǎn)動(dòng)件的初始轉(zhuǎn)速（rad/s)共五十六頁SimDriveline 庫：solve & inertiasSolver & inertias庫入右圖所示共五十六頁Env模塊(m kui)設(shè)置Env模塊是對(duì)整個(gè) 模型進(jìn)行仿真環(huán)境的測(cè)試(cs

7、h)仿真模式：Dynamics和Linearization共五十六頁inertia定義轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ；housing用于連接沒有轉(zhuǎn)動(dòng)的部件 ； Shared Environment 把不同系統(tǒng)設(shè)置(shzh)為同樣的仿真環(huán)境共五十六頁SimDriveline 庫：gears齒輪模型庫包括8種類型的齒輪，其中(qzhng)有基本齒輪如：Simple GearVariable Ratio GearPlanet-PlanetRing-Planet其它的都是由基本齒輪組合而成的共五十六頁組合(zh)齒輪由基本齒輪(chln)組合而成的齒輪(chln)有Planetary GearDual-Ratio Pl

8、anetary和 Ravigneaux例如：Planetary Gear就是由Planet-Planet、Ring-Planet組合而成的。注意：添入齒數(shù)比的時(shí)候，數(shù)值一定為正數(shù)共五十六頁實(shí)例：扭矩驅(qū)動(dòng)(q dn)直齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)建立(jinl)一個(gè)用sine波的扭矩來驅(qū)動(dòng)一個(gè)傳動(dòng)比為2 的直齒輪，所有軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為1觀察該系統(tǒng)在10秒后齒輪驅(qū)動(dòng)端與被動(dòng)端的扭矩和速度情況共五十六頁實(shí)例(shl)（續(xù)）共五十六頁練習(xí)：修改(xigi)實(shí)例1 把直齒輪改為(i wi)變速齒輪2 把直齒輪改為行星齒輪共五十六頁把直齒輪(chln)改為變速齒輪(chln)共五十六頁把直齒輪(chln)改為行星齒輪(chln

9、)共五十六頁SimDriveline 庫：Dynamic Elements動(dòng)態(tài)元素庫包括4種元件：Controllable Friction ClutchTorque ConverterHard StopTorsional Spring-Damper這些模型主要是由基本的Simulink 模塊搭建而成的，使用(shyng)之前應(yīng)略微了解他們的建模原理共五十六頁Controllable Friction Clutch 可控摩擦片式離合器這是一個(gè)用壓力(yl)信號(hào)控制的包含動(dòng)摩擦和靜摩擦的摩擦片離合器模型工作模式可分為兩種（雙向和無方向）離合器工作的三種狀態(tài)：UnengagedEngaged (b

10、ut not locked)Locked共五十六頁Clutch原理(yunl)P 示例(shl)drive_sclutch共五十六頁Torque Converter變矩器是根據(jù)輸入輸出相對(duì)速度(xin du s d)不同傳遞扭矩的器件參數(shù)：傳動(dòng)比扭矩比扭矩轉(zhuǎn)化系數(shù)示例 drive_torque_convert 共五十六頁drive_torque_convert 共五十六頁Hard Stop限位器模型是一個(gè)在限制軸向運(yùn)動(dòng)在一定范圍內(nèi)的模型，當(dāng)達(dá)到它運(yùn)動(dòng)的上下限的時(shí)候產(chǎn)生彈性變形參數(shù)：相對(duì)距離的上下限（rad)接觸剛度(n d)接觸阻尼示例 drive_hard_stop共五十六頁Hard sto

11、p原理(yunl) = F B = k( ) b共五十六頁 drive_hard_stop共五十六頁Torsional Spring-Damper扭轉(zhuǎn)彈簧減震器模型代表(dibio)用扭轉(zhuǎn)彈簧連接的兩段軸的傳動(dòng)參數(shù)：剛度阻尼初始偏移量自由行程示例drive_spring 共五十六頁Torsional Spring-Damper原理(yunl) = F B = k( back) b if +back = k( + back) b if back = b if back drive_spring共五十六頁練習(xí)(linx)搭建變速箱各連接(linji)桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是0.0001kg/m2行星排的齒數(shù)比

12、為2共五十六頁SimDriveline庫：Transmission Templates變速箱模板庫包含4種類型的變速箱這些變速箱都是由齒輪模塊和離合器模塊組合而成的。通過查看“l(fā)ook under marks”可以看到這些變速箱的模塊搭建方式，每個(gè)變速箱模板的圖解界面描述了該種變速箱的結(jié)構(gòu)建立(jinl)用戶自己的變速箱共五十六頁SimDriveline庫：Vehicle Components汽車部件庫包括4種元件：引擎（汽油機(jī)、柴油機(jī)）輪胎縱向車輛動(dòng)力學(xué)模型這些模型的主體(zht)部分也都是由simulink搭建而成的共五十六頁引擎(ynqng)引擎模型有兩種（汽油機(jī)和柴油機(jī)）引擎模型是傳動(dòng)

13、系的扭矩發(fā)生端，輸入量為節(jié)氣門開度輸入的參數(shù)都是相同的，不同是模型對(duì)輸入?yún)?shù)的處理參數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)的峰值(fn zh)功率及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速共五十六頁引擎(ynqng)的原理 = Tg()g()=60/2/pi*P ()/nP()=p0+p1*n+p2*n2+p3*n3共五十六頁輪胎(lnti)輪胎模型是整個(gè)傳動(dòng)系的結(jié)束端輸入量為汽車在垂直方向的負(fù)荷(fh)Fz和行使方向的速度Vx；輸出量為車輪的轉(zhuǎn)速和縱向牽引力Fx 參數(shù)為：車輪滾動(dòng)半徑（m）額定負(fù)荷（N）額定負(fù)荷是的峰值縱向牽引力(N)額定負(fù)荷下的峰值滑動(dòng)率（%）輪胎的接地長度（m）共五十六頁車輛(chling)動(dòng)力學(xué)模型這是一個(gè)兩

14、軸，4輪的車輛動(dòng)力學(xué)模型輸入量為前輪驅(qū)動(dòng)力Fxf，后輪驅(qū)動(dòng)力Fxr及車輛所在的路面坡度；輸出量為該車的車速和前后輪負(fù)荷Fzf, Fzr 參數(shù)：車的質(zhì)量（m）質(zhì)心的位置 （m）迎風(fēng)面積(min j) (m2)空氣阻力系數(shù)Cd車在水平方向山的初速度(m/s)共五十六頁車輛縱向(zn xin)動(dòng)力學(xué)原理共五十六頁示例(shl)drive_4wd_dynamics 共五十六頁建立(jinl)SimDriveline 模型的一般步驟確定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量確定傳動(dòng)(chundng)約束（gears)確定傳動(dòng)連接件（如離合器）確定系統(tǒng)的扭矩輸入和運(yùn)動(dòng)輸出確定求解方式運(yùn)行，觀察結(jié)果共五十六頁實(shí)例(shl)實(shí)例(shl)

15、：drive_simpson共五十六頁實(shí)例(shl)：drive_simpson這是一個(gè)整車的部分模型，沒有引擎(ynqng)和車輪，僅包含開環(huán)的扭矩輸入、驅(qū)動(dòng)軸、被驅(qū)動(dòng)軸、4檔的simpson 變速箱和駐車制動(dòng)器。4檔的simpson 變速箱的換檔表 drive_simpson共五十六頁drive_simpson共五十六頁4檔位simpson 變速箱子系統(tǒng)模型(mxng)共五十六頁觀察運(yùn)行(ynxng)結(jié)果共五十六頁總結(jié)(zngji)模型庫模型介紹(jisho)建模步驟共五十六頁內(nèi)容摘要基于硬件的在環(huán)仿真技術(shù)。對(duì)汽車及航天機(jī)械傳動(dòng)和動(dòng)力系統(tǒng)建模和仿真的Simulink 工具。 drivelib。施加扭矩(torque)、動(dòng)作（moti