CarSim、Simulink联合仿真.doc

CarSim与Simulink联合仿真 1 软件介绍 在MATLAB中，Simulink是用来建模、仿真和分析动态多维系统的交互工具。可以使用Simulink提供的标准模型库或者自行创建模型库，描述、模拟、评价和精化系统行为，同时，Simulink和MATLAB之间的联系十分便捷，可以使用一个灵活的操作系和应用广泛的分析和设计工具。最后，除了可以使用Simulink建模和仿真之外，还可以通过其他软件联合来完成更多的分析任务，如CarSim、ADAMS、AMEsim等许多软件。 CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件，CarSim模型在计算机上运行的速度比实时快3-6倍，可以仿真车辆对驾驶员，路面及空气动力学输入的响应，主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性，同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程，详细的定义整车各系统的特性参数和特性文件。CarSim软件的主要功能如下： 适用于以下车型的建模仿真：轿车、轻型货车、轻型多用途运输车及SUV； 可分析车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、制动性及平顺性； 可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析； 可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果； 包括图形化数据管理界面，车辆模型求解器，绘图工具，三维动画回放工具，功率谱分析模块； 程序稳定可靠； 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； 先进的事件处理技术，实现复杂工况的仿真； 友好的图形用户界面，可快速方便实现建模仿真； 提供多种车型的建模数据库； 可实现用户自定义变量的仿真结果输出； 可实现与simulink的相互调用； 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2.1 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CarSim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 65 节气门开度 0 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‘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：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E