Bicycle Model

Реализуйте одноколейный путь 3DOF твердый кузов, чтобы вычислить продольный, боковой, и движение отклонения от курса

Описание

Блок Bicycle Model реализует твердую модель кузова одноколейного пути 2D оси, чтобы вычислить продольный, боковой, и движение отклонения от курса. Блок составляет массу тела, аэродинамическое перетаскивание и распределение веса между осями из-за ускорения и регулирования. Существует два типа блоков Bicycle Model.

БлокРеализация

Bicycle Model - Velocity Input

  • Блок принимает, что внешняя продольная скорость является квазиустойчивым состоянием, таким образом, продольное ускорение является приблизительно нулем.

  • Поскольку движение квазиустойчиво, блок вычисляет только боковые силы, использующие углы промаха шины и линейную жесткость движения на повороте.

Bicycle Model - Force Input

  • Блок использует внешнюю продольную силу, чтобы ускорить или тормозить транспортное средство.

  • Блок вычисляет боковые силы, использующие углы промаха шины и линейную жесткость движения на повороте.

Чтобы вычислить нормальные силы на передние и задние оси, блок использует движение транспортного средства твердого тела, силы системы подвески, и ветер и силу сопротивления. Блок разрешает силу и компоненты момента на твердой системе координат кузова.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Передний угол колеса, в рад.

Продольная сила на передней оси, FxF, вдоль зафиксированного транспортным средством x- ось, в N.

Входной порт блока Bicycle Model - Force Input.

Продольная сила на задней оси, FxR, вдоль зафиксированного транспортным средством x- ось, в N.

Входной порт блока Bicycle Model - Force Input.

Скорость CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси X, в m/s.

Входной порт блока Bicycle Model - Velocity Input.

Вывод

развернуть все

Сигнал шины, содержащий эти значения блока.

СигналОписаниеЗначениеМодули
InertFrmCgDispXСмещение CG транспортного средства вдоль зафиксированной землей Оси X

Вычисленный

m
YСмещение CG транспортного средства вдоль зафиксированной землей Оси Y

Вычисленный

m

ZСмещение CG транспортного средства вдоль зафиксированной землей оси Z0m
VelXdotСкорость CG транспортного средства вдоль зафиксированной землей Оси X

Вычисленный

m/s

YdotСкорость CG транспортного средства вдоль зафиксированной землей Оси Y

Вычисленный

m/s
ZdotСкорость CG транспортного средства вдоль зафиксированной землей оси Z0m/s
AngphiВращение зафиксированной транспортным средством системы координат о зафиксированной землей Оси X (список)0рад
thetaВращение зафиксированной транспортным средством системы координат о зафиксированной землей Оси Y (подача)0рад
psiВращение зафиксированной транспортным средством системы координат о зафиксированной землей оси Z (отклонение от курса)

Вычисленный

рад
FrntAxlDispXПереднее смещение колеса вдоль зафиксированной землей Оси X

Вычисленный

m
YПереднее смещение колеса вдоль зафиксированной землей Оси Y

Вычисленный

m
ZПереднее смещение колеса вдоль зафиксированной землей оси Z0m
VelXdotПередняя скорость колеса вдоль зафиксированной землей Оси X

Вычисленный

m/s
YdotПередняя скорость колеса вдоль зафиксированной землей Оси Y

Вычисленный

m/s
ZdotПередняя скорость колеса вдоль зафиксированной землей оси Z0m/s
RearAxlDispXЗаднее смещение колеса вдоль зафиксированной землей Оси X

Вычисленный

m
YЗаднее смещение колеса вдоль зафиксированной землей Оси Y

Вычисленный

m
ZЗаднее смещение колеса вдоль зафиксированной землей оси Z0m
VelXdotЗадняя скорость колеса вдоль зафиксированной землей Оси X

Вычисленный

m/s
YdotЗадняя скорость колеса вдоль зафиксированной землей Оси Y

Вычисленный

m/s
ZdotЗадняя скорость колеса вдоль зафиксированной землей оси Z0m/s
HitchDispXПомеха возмещена от плоскости оси вдоль зафиксированной землей Оси X

Вычисленный

m
YПомеха возмещена от центральной плоскости вдоль зафиксированной землей Оси Y

Вычисленный

m
ZПомеха возмещена от плоскости оси вдоль зафиксированной землей оси Z

Вычисленный

m
VelXdotЦепляйте скорость смещения от плоскости оси вдоль зафиксированной землей Оси X

Вычисленный

m
YdotЦепляйте скорость смещения от центральной плоскости вдоль зафиксированной землей Оси Y

Вычисленный

m
ZdotЦепляйте скорость смещения от плоскости оси вдоль зафиксированной землей оси Z

Вычисленный

m
GeomDispXШасси транспортного средства возмещено от плоскости оси вдоль зафиксированной землей Оси X

Вычисленный

m
YШасси транспортного средства возмещено от центральной плоскости вдоль зафиксированной землей Оси Y

Вычисленный

m
ZШасси транспортного средства возмещено от плоскости оси вдоль зафиксированной землей оси Z

Вычисленный

m
VelXdotШасси транспортного средства возмещают скорость вдоль зафиксированной землей Оси X

Вычисленный

m/s
YdotШасси транспортного средства возмещают скорость вдоль зафиксированной землей Оси Y

Вычисленный

m/s
ZdotШасси транспортного средства возмещают скорость вдоль зафиксированной землей оси Z

Вычисленный

m/s
BdyFrmCgVelxdotСкорость CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

m/s
ydotСкорость CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

m/s
zdotСкорость CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси z0m/s
AngBeta

Угол промаха тела, β

β=VyVx

Вычисленный

рад
AngVelpСкорость вращения транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси X (прокручивают уровень),0рад/с
qСкорость вращения транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси Y (передают уровень),0рад/с
rСкорость вращения транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси z (уровень отклонения от курса)

Вычисленный

рад/с
AccaxУскорение CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

gn
ayУскорение CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

gn
azУскорение CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси z0gn
xddotУскорение CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

м/с^2
yddotУскорение CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

м/с^2
zddotУскорение CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси z0м/с^2
AngAccpdotТранспортное средство угловое ускорение о зафиксированной транспортным средством оси X0рад/с
qdotТранспортное средство угловое ускорение о зафиксированной транспортным средством оси Y0рад/с
rdotТранспортное средство угловое ускорение о зафиксированной транспортным средством оси z

Вычисленный

рад/с
DCM

Матрица направляющего косинуса

Вычисленный

рад
ForcesBodyFxСетевая сила на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

N
FyСетевая сила на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

N
FzСетевая сила на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси z0N
ExtFxВнешняя сила на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

N
FyВнешняя сила на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

N
FzВнешняя сила на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси z0N
HitchFx

Цепляйтесь сила применилась к телу в местоположении помехи вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Входной параметр

N
Fy

Цепляйтесь сила применилась к телу в местоположении помехи вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Входной параметр

N
Fz

Цепляйтесь сила применилась к телу в местоположении помехи вдоль зафиксированной транспортным средством оси z

Входной параметр

N
FrntAxlFx

Продольная сила на переднем колесе, вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

N
Fy

Боковая сила на переднем колесе вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

N
Fz

Нормальная сила на переднем колесе, вдоль зафиксированной транспортным средством оси z

Вычисленный

N
RearAxlFx

Продольная сила на заднем колесе, вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

N
Fy

Боковая сила на заднем колесе вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

N
Fz

Нормальная сила на заднем колесе, вдоль зафиксированной транспортным средством оси z

ВычисленныйN
TiresFrntTireFx

Передняя сила шины, вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

ВычисленныйN
Fy

Передняя сила шины, вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

ВычисленныйN
Fz

Передняя сила шины, вдоль зафиксированной транспортным средством оси z

ВычисленныйN
RearTireFxFx

Сила задней шины, вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

ВычисленныйN
Fy

Сила задней шины, вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

ВычисленныйN
Fz

Сила задней шины, вдоль зафиксированной транспортным средством оси z

ВычисленныйN
DragFxСила сопротивления на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

N
FyСила сопротивления на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

N
FzСила сопротивления на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси z

Вычисленный

N
GrvtyFxСила силы тяжести на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

N
FyСила силы тяжести на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

N
FzСила силы тяжести на CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси z

Вычисленный

N
MomentsBodyMxМомент тела на CG транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси X0
MyМомент тела на CG транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

MzМомент тела на CG транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси z0
DragMxПеретащите момент на CG транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси X0
MyПеретащите момент на CG транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

MzПеретащите момент на CG транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси z0
ExtMxВнешний момент на CG транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси X0
MyВнешний момент на CG транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

MzВнешний момент на CG транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси z0
HitchMxЦепляйте момент в местоположении помехи о зафиксированной транспортным средством оси X0
MyЦепляйте момент в местоположении помехи о зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

MzЦепляйте момент в местоположении помехи о зафиксированной транспортным средством оси z0
FrntAxlDispxПереднее смещение колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

m
yПереднее смещение колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси YВычисленныйm
zПереднее смещение колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси z

Вычисленный

m
VelxdotПередняя скорость колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

m/s
ydotПередняя скорость колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

m/s
zdotПередняя скорость колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси z0m/s
SteerWhlAngFL

Передняя сторона оставила руководящий угол колеса

Вычисленный

рад
WhlAngFR

Передний правильный руководящий угол колеса

Вычисленный

рад
RearAxlDispxЗаднее смещение колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

m
yЗаднее смещение колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси YВычисленныйm
zЗаднее смещение колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси z

Вычисленный

m
VelxdotЗадняя скорость колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

m/s
ydotЗадняя скорость колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

m/s
zdotЗадняя скорость колеса вдоль зафиксированной транспортным средством оси z0m/s
SteerWhlAngRL

Задняя часть оставила руководящий угол колеса

Вычисленный

рад
WhlAngRR

Задний правильный руководящий угол колеса

Вычисленный

рад
HitchDispxПомеха возмещена от плоскости оси вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Входной параметр

m
yПомеха возмещена от центральной плоскости вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Входной параметр

m
zПомеха возмещена от плоскости оси вдоль зафиксированной землей оси z

Входной параметр

m
VelxdotЦепляйте скорость смещения вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

m/s
ydotЦепляйте скорость смещения вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

m/s
zdotЦепляйте скорость смещения вдоль зафиксированной транспортным средством оси z

Вычисленный

m/s
PwrExtПрикладной внешний источник питания

Вычисленный

W
HitchПотери мощности, должные цепляться

Вычисленный

W
DragПотери мощности, должные перетащить

Вычисленный

W
GeomDispxШасси транспортного средства возмещено от плоскости оси вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Входной параметр

m
yШасси транспортного средства возмещено от центральной плоскости вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Входной параметр

m
zШасси транспортного средства возмещено от плоскости оси вдоль зафиксированной землей оси z

Входной параметр

m
VelxdotШасси транспортного средства возмещают скорость вдоль зафиксированной транспортным средством оси X

Вычисленный

m/s
ydotШасси транспортного средства возмещают скорость вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y

Вычисленный

m/s
zdotШасси транспортного средства возмещают скорость вдоль зафиксированной транспортным средством оси z0m/s
AngBeta

Угол промаха тела, β

β=VyVx

Вычисленный

рад

СигналОписаниеЗначениеМодули
PwrInfoPwrTrnsfrdPwrFxExtВнешне поданное продольное питание силы

Вычисленный

W
PwrFyExtВнешне поданное боковое питание силы

Вычисленный

W
PwrMzExtВнешне поданное питание момента списка

Вычисленный

W
PwrFwFxПродольная сила прикладывается в передней степени оси

Вычисленный

W
PwrFwFyБоковая сила прикладывается в передней степени оси

Вычисленный

W
PwrFwRxПродольная сила прикладывается в степени задней оси

Вычисленный

W
PwrFwRyБоковая сила прикладывается в степени задней оси

Вычисленный

W
PwrNotTrnsfrdPwrFxDragПродольная степень силы сопротивления

Вычисленный

W
PwrFyDragБоковая степень силы сопротивления

Вычисленный

W
PwrMzDragПеретащите степень момента подачи

Вычисленный

W
PwrStoredPwrStoredGrvtyИзменение уровня в гравитационной потенциальной энергии

Вычисленный

W
PwrStoredxdotСкорость изменения продольной кинетической энергии

Вычисленный

W
PwrStoredydotСкорость изменения боковой кинетической энергии

Вычисленный

W
PwrStoredrСкорость изменения вращательного отклонения от курса кинетическая энергия

Вычисленный

W

Скорость CG транспортного средства вдоль зафиксированного транспортным средством x- ось, в m/s.

Скорость CG транспортного средства вдоль зафиксированного транспортным средством y- ось, в m/s.

Вращение зафиксированной транспортным средством системы координат о зафиксированном землей Z- ось (отклонение от курса), в рад..

Скорость вращения транспортного средства, r, о зафиксированном транспортным средством z- ось (уровень отклонения от курса), в rad/s.

Параметры

развернуть все

Продольный

Количество колес на передней оси, NF. Значение является безразмерным.

Количество колес на задней оси, NR. Значение является безразмерным.

Масса транспортного средства, m, в kg.

Горизонтальное расстояние a от CG транспортного средства до передней оси колеса, в m.

Горизонтальное расстояние b от CG транспортного средства до задней оси колеса, в m.

Высота CG транспортного средства выше осей, h, в m.

Продольное расстояние от центра массы, чтобы цепляться, dh, в m.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, на панели Input signals, выбирают Hitch forces или Hitch moments.

Вертикальное расстояние от помехи до плоскости оси, hh, в m.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, на панели Input signals, выбирают Hitch forces или Hitch moments.

Начальное смещение CG транспортного средства вдоль зафиксированной землей Оси X, в m.

Начальная скорость CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси X, в m/s.

Зависимости

Для Vehicle Body 3DOF Single Track или блоков Vehicle Body 3DOF Dual Track, чтобы включить этот параметр, устанавливают Axle forces на одну из этих опций:

  • External longitudinal forces

  • External forces

Ответвление

Передняя угловая жесткость шины, Cyf, в N/rad.

Зависимости

Для Vehicle Body 3DOF Single Track или блоков Vehicle Body 3DOF Dual Track, чтобы включить этот параметр:

  1. Установите Axle forces на одну из этих опций:

    • External longitudinal velocity

    • External longitudinal forces

  2. Очистите Mapped corner stiffness.

Угловая жесткость задней шины, Cyr, в N/rad.

Зависимости

Для Vehicle Body 3DOF Single Track или блоков Vehicle Body 3DOF Dual Track, чтобы включить этот параметр:

  1. Установите Axle forces на одну из этих опций:

    • External longitudinal velocity

    • External longitudinal forces

  2. Очистите Mapped corner stiffness.

Начальное смещение CG транспортного средства вдоль зафиксированной землей Оси Y, в m.

Начальная скорость CG транспортного средства вдоль зафиксированной транспортным средством оси Y, в m/s.

Отклонение от курса

Отклонение от курса полярная инерция, в kg*m^2.

Вращение зафиксированной транспортным средством системы координат о зафиксированной землей оси Z (отклонение от курса), в рад.

Скорость вращения транспортного средства о зафиксированной транспортным средством оси z (уровень отклонения от курса), в rad/s.

Аэродинамический

Эффективная площадь поперечного сечения транспортного средства, Af, чтобы вычислить аэродинамическую силу сопротивления на транспортное средство, в m2.

Коэффициент аэродинамического сопротивления, Cd. Значение является безразмерным.

Воздушный коэффициент лифта, Cl. Значение является безразмерным.

Продольный коэффициент момента подачи перетаскивания, Cpm. Значение является безразмерным.

Относительный угловой вектор ветра, βw, в рад.

Коэффициент вектора коэффициентов силы стороны, Cs. Значение является безразмерным.

Коэффициент вектора коэффициентов момента отклонения от курса, Cym. Значение является безразмерным.

Среда

Экологическое абсолютное давление, Pabs, в Па.

Экологическая абсолютная температура, T, в K.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите Air temperature.

Гравитационное ускорение, g, в м/с^2.

Номинальный масштабный коэффициент трения, μ. Значение является безразмерным.

Зависимости

Для Vehicle Body 3DOF Single Track или блоков Vehicle Body 3DOF Dual Track, чтобы включить этот параметр:

  1. Установите Axle forces на одну из этих опций:

    • External longitudinal velocity

    • External longitudinal forces

  2. Очистите External Friction.

Симуляция

Продольный скоростной допуск, в m/s.

Номинальная нормальная сила, в N.

Зависимости

Для Vehicle Body 3DOF Single Track или блоков Vehicle Body 3DOF Dual Track, чтобы включить этот параметр, устанавливают Axle forces на одну из этих опций:

  • External longitudinal velocity

  • External longitudinal forces

Смещение шасси транспортного средства от плоскости оси вдоль зафиксированной телом оси X, в m. Когда вы используете 3D механизм визуализации, рассматриваете использование смещения, чтобы определить местоположение шасси, независимого от CG транспортного средства.

Смещение шасси транспортного средства от центральной плоскости вдоль зафиксированной телом оси Y, в m. Когда вы используете 3D механизм визуализации, рассматриваете использование смещения, чтобы определить местоположение шасси, независимого от CG транспортного средства.

Смещение шасси транспортного средства от плоскости оси вдоль зафиксированной телом оси z, в m. Когда вы используете 3D механизм визуализации, рассматриваете использование смещения, чтобы определить местоположение шасси, независимого от CG транспортного средства.

Перенесите Углы Эйлера к интервалу [-pi, pi]. Для маневров транспортного средства, которые могут подвергнуться вращениям отклонения от курса транспортного средства, которые находятся вне интервала, рассмотрите отмену выбора параметра, если вы хотите:

  • Отследите общее вращение отклонения от курса транспортного средства.

  • Избегайте разрывов в средствах оценки состояния транспортного средства.

Ссылки

[1] Гиллеспи, Томас. Основные принципы динамики аппарата. Варрендэйл, PA: ассоциация инженеров автомобилестроения (SAE), 1992.

Введенный в R2018a