Симуляция автомобильной трансмиссии включает компромисс между точностью и скоростью, свойственной от всей числовой симуляции. Точность связывает две отличных проблемы, точность или точность модели, по сравнению с точности методов симуляции. В этом разделе описываются свойственную сложность моделей автомобильной трансмиссии, в отличие от общих проблем симуляции.
О решателях и методах симуляции, смотрите Подготовку Решателей для Физических Моделей (Simscape) и Совершение Оптимального Выбора Решателя для Физической Симуляции (Simscape).
Улучшение точности моделей автомобильной трансмиссии включает блоки создания, которые являются более точными представлениями фактических физических компонентов. Например, можно сделать внутреннюю динамику компонентов представленной блоками более или менее точный и реалистичный:
Включая и выключая физические эффекты, такие как неидеальные потери сцеплений механизма (эффективность механизма)
Включая или соответствие исключения (включая ослабленные пружинные реакции), жесткие остановки и задержки
Включая или исключение кулонового трения от муфт и подобных муфте элементов
Делаясь круче или смягчение резких градиентов в физических порогах, таких как скоростные пороги в муфтах и неидеальных механизмах
Моделирование этих физических эффектов требует дополнительной динамики и алгебраических ограничений, генерирует в вычислительном отношении более интенсивные симуляции и может уменьшать скорость симуляции, часто значительно.
Очень маленькие скоростные пороговые значения и кратковременные задержки могут ухудшить числовую сходимость или производительность симуляции. Рассмотрите, можно ли сделать эти значения больше в симуляции.
Если ваша модель включает механизмы с потерей эффективности, выберите адаптивное пересечение нулем в меню Model Configuration Parameters.
Кроме муфт, MathWorks® не рекомендует включая улучшения точности в стоимости fixed-step/fixed, или оборудование в реальном времени в цикле (HIL) симуляция.
К соответствию модели или эффективности, рассмотрите сокращение количества таких элементов:
Удаление ненужных элементов с потерями
Объединение элементов с потерями в как можно меньше элементов
Если вы моделируете с решателем фиксированного шага, избегаете:
Очень небольшие скоростные пороги.
Задержки, которые коротки по сравнению с фиксированным временным шагом.
При моделировании автомобильной трансмиссии рассмотрите не моделирование всех соответствий, в зависимости от цели модели. Если существуют определенные соответствия, которые являются более доминирующими, чем другие, то пытаются моделировать только доминирующие соответствия.
Связь автомобильных трансмиссий к внешним загрузкам — для автомобиля, дорожной шиной колесом загрузки — часто жестка. Управление и дорожные условия обычно переключает секунды или десятки секунд. Однако внутренние изменения системы приводов автомобиля могут переключить части секунды, особенно если изменения муфты и торможение работают. Кроме того, сожмите блокировку, и разблокирование событий создают динамические разрывы.
Например, шина “жестка” в ответе на медленно налагаемые силы и испытании промаха. Шина также имеет широкий диапазон частотных характеристик. Рассмотрите соответствие шины моделирования только, когда вы смоделируете автомобиль, ускоряющийся от отдыха.
Сожмите блокировку, и разблокирование событий генерируют прерывистые изменения в динамике автомобильной трансмиссии и может вызвать главные погрешности, особенно если вы моделируете с большим допуском решателя переменного шага или большим фиксированным временным шагом.
Сожмите изменение разрывов номер и природа степеней свободы автомобильной трансмиссии во время симуляции.
Поскольку разрывы муфты являются идеализированными событиями, они заставляют крутящие моменты автомобильной трансмиссии изменяться резко, когда муфта переключается резко между статическим и кинетическим трением.
Вы осуществляете динамический контроль на блокировке и разблокировании муфт через их входное давление или другие сигналы блокировки.
Самый простой способ обеспечить блокировку состоит в том, чтобы изменить давление муфты резко от нуля до некоторого предопределенного значения. Можно затем обеспечить разблокирование путем резкого возврата давления муфты на нуль. Такие резкие изменения давления муфты не реалистичны. Лучшее решение состоит в том, чтобы смоделировать полное приведение в действие муфты. Однако можно использовать упрощенные модели, чтобы уменьшать сложность модели.
Можно улучшить моделирование муфты и сделать его более реалистичным путем гарантирования, что давление муфты сигнализирует о взлете и падении гладко, не внезапно. Библиотека Simulink® Sources обеспечивает много способов создать такие сигналы. Можно также изменить существующие блоки использования сигналов, такие как Пространство состояний и Передача Fcn.
Эти модели в качестве примера иллюстрируют сглаживавшие сигналы давления муфты:
Подъемы sdl_clutch_custom и вниз вход сжимают давление.
sdl_car использует Передачу блоки Fcn, чтобы изменить и сглаживать резкие сигналы давления муфты.
Для получения дополнительной информации о сглаживании сигналов муфты, смотрите Образцовые Реалистические Сигналы Давления Муфты.
Можно настроить внутренние параметры в каждом блоке муфты, чтобы управлять, когда и как муфта блокирует и разблокировала.
Изменение Порога Давления или Силы. Вход сигнала блокировки в муфту является физическим с модулями силы или давления. С некоторыми муфтами можно задать порог силы или давления F th или P th. Этот порог налагает сокращение на давление муфты, таким образом, что эффективным давлением управления является P – P th, а не P. Если P <P th, никакое давление вообще не оказывается. (Нормальная сила между поверхностями муфты может заменить давление.) Повышение порога давления или силы муфты, которая имеет корректируемый порог, делает его тяжелее для муфты, чтобы участвовать.
Если муфта в вашей симуляции участвует слишком легко, рассмотрите повышение ее давления или обеспечьте порог. Если муфта испытывает затруднения при привлечении, рассмотрите понижение этого порога.
Изменение Скоростного Допуска. Большинство блоков муфты имеет скоростной параметр допуска ωTol, который управляет, когда муфта блокирует или разблокировала.
Муфта может заблокировать, только если относительная скорость вала ω находится в диапазоне –ωTol <ω <+ωTol.
Муфта разблокировала, если крутящий момент через муфту превышает статический предел трения, который зависит в свою очередь от нормальной силы через муфту.
Вы задаете ω значения Tol через каждый блок муфты.
Если муфта переключается между заблокированным и разблокированным слишком легко во время симуляции, рассмотрите увеличение ее скоростного допуска.
Если вы используете допуск решателя или размер шага, который является слишком большим, разрывы муфты могут вызвать главные погрешности.
Если допуски переменного шага являются слишком большими, решатель находит его трудным или невозможным отследить динамическое изменение, сопоставленное с изменением крутящих моментов трения, действующих на автомобильную трансмиссию точно.
Если фиксированный размер шага является слишком большим, решатель не может точно разрешить резкие изменения, такие как муфта блокирующие и разблокировавшие события. Решатель фиксированного шага не может адаптивно уменьшать свой размер шага, чтобы компенсировать.
Если вы сталкиваетесь с отказами сходимости или резким состоянием автомобильной трансмиссии (скорость) изменения в или около момента изменений состояния муфты, рассматриваете сокращение допусков решателя (для решателя переменного шага) или размер шага (для решателя фиксированного шага). Установите допуск решателя переменного шага или размер шага решателя фиксированного шага к наименьшему значению, возможному, который производит приемлемую скорость симуляции (не слишком медленный).
| Корректировка | Тип решателя и установка | Эффект на точность | Эффект на скорость | Эффект на симуляцию муфты |
|---|---|---|---|---|
| Уменьшать | Переменный шаг: допуски | Увеличения | Уменьшает | Улучшает разрешение и симуляцию резкой блокировки и разблокирования |
| Фиксированный шаг: неродной размер | ||||
| Увеличение | Переменный шаг: допуски | Уменьшает | Увеличения | Ухудшает разрешение и симуляцию резкой блокировки и разблокирования |
| Фиксированный шаг: неродной размер |