Combined Slip Wheel 2DOF

Объединенный промах 2DOF колесо с диском, барабаном или сопоставленным тормозом

Библиотека:
Vehicle Dynamics Blockset / Колеса и Шины

Описание

Блок Combined Slip Wheel 2DOF реализует продольное и боковое поведение колеса, охарактеризованного Волшебной ^{Формулой [1] и [2]}. Используйте блок в автомобильной трансмиссии и симуляциях транспортного средства, где низкочастотная дорога шины и тормозные усилия обязаны определять ускорение транспортного средства, торможение и сопротивление качению колеса. Блок подходит для приложений, которые требуют объединенного бокового промаха, например, в боковом движении и исследованиях устойчивости отклонения от курса.

На основе крутящего момента автомобильной трансмиссии, тормозного давления, дорожной высоты, угла изгиба колеса и давления инфляции, блок определяет уровень вращения колеса, вертикальное движение, силы, и моменты во всех шести степенях свободы (DOF). Используйте вертикальную степень свободы, чтобы изучить резонансы приостановки шины от дорожных профилей или движения шасси.

Чтобы реализовать Волшебную Формулу, блок использует эмпирические уравнения ^{[1] и [2]}. Подходящие коэффициенты использования уравнений, которые соответствуют параметрам блоков.

Обновить параметры блоков с подходящими коэффициентами из файла:

На Wheel and Tire Parameters> панель Tire, выберите Select file.
Выберите содействующий файл шины.
Выберите Update mask values from file. В диалоговом окне, которое предлагает вам подтверждение, нажмите OK. Блок обновляет параметры.
Выберите Apply.

Используйте параметр Brake Type, чтобы выбрать тормоз.

Тормозите установку типа	Тормозите реализацию
`None`	'none'
`Disc`	Тормоз, который преобразует давление в тормозном цилиндре в тормозное усилие
`Drum`	Симплексный барабанный тормоз, который преобразует приложенную силу и геометрию тормоза в сетевой тормозной момент
`Mapped`	Интерполяционная таблица, которая является функцией скорости колеса и прикладываемого тормозного давления

Вращательная динамика колеса

Блок вычисляет инерционный ответ колеса, удовлетворяющего:

Потери оси
Тормозите и управляйте крутящим моментом
Утомите сопротивление качению
Оснуйте контакт через дорожный шиной интерфейс

Чтобы реализовать Волшебную Формулу, блок использует эти уравнения.

Вычисление	Уравнения
Продольная сила	Шина и уравнения 4. E9 Vehicle Dynamics [2] до 4. E57
Боковая сила - чистый занос	Шина и уравнения 4. E19 Vehicle Dynamics [2] до 4. E30
Боковая сила - объединенный промах	Шина и уравнения 4. E58 Vehicle Dynamics [2] до 4. E67
Вертикальная динамика	Шина и уравнения 4. E68, 4. E1, 4. E2a Vehicle Dynamics [2], и 4. 2 миллиарда евро
Опрокидывание пары	Шина и уравнение 4. E69 Vehicle Dynamics [2]
Сопротивление качению	Улучшенная Волшебная модель шины Формулы / Свифта, которая может обработать скачки давления инфляции ^[1] уравнение 6.1.2 Шина и уравнение 4. E70 Vehicle Dynamics [2]
Выравнивание момента	Шина и уравнение 4. E31 Vehicle Dynamics [2] до 4. E49
Выравнивание крутящего момента - объединенный промах	Шина и уравнение 4. E71 Vehicle Dynamics [2] до 4. E78

Входной крутящий момент является суммированием прикладного крутящего момента оси, тормозного момента, и момент, являющийся результатом объединенного крутящего момента шины.

$T_{i} = T_{a} - T_{b} + T_{d}$

В настоящий момент являясь результатом объединенного крутящего момента шины, блок реализует тяговые силы колеса и сопротивление качению с динамикой первого порядка. Сопротивлению качению параметрировали постоянную времени в терминах релаксационной длины.

$T_{d} (s) = \frac{1}{\frac{| ω | R_{e}}{L_{e}} s + 1} (F_{x} R_{e} + M_{y})$

Если тормоза включены, блок определяет торможение заблокированное или разблокированное условие на основе идеализированной сухой модели трения муфты. На основе условия тупика блок реализует их трение и динамические модели.

Если	Условие тупика	Модель трения	Динамическая модель
$\begin{array}{l} ω \neq 0 \\ или \\ T_{S} < \| T_{i} + T_{f} - ω b \| \end{array}$	Разблокированный	$\begin{array}{l} T_{f} = T_{k} \\ где, \\ T_{k} = F_{c} R_{e f f} μ_{k} \tanh [4 (- ω_{d})] \\ T_{s} = F_{c} R_{e f f} μ_{s} \\ R_{e f f} = \frac{2 (R_{o}^{3} - R_{i}^{3})}{3 (R_{o}^{2} - R_{i}^{2})} \end{array}$	$\dot{ω} J = - ω b + T_{i} + T_{o}$
$\begin{array}{l} ω = 0 \\ и \\ T_{S} \geq \| T_{i} + T_{f} - ω b \| \end{array}$	Заблокированный	$T_{f} = T_{s}$	$ω = 0$

Уравнения используют эти переменные.

ω	Скорость вращения колеса
a	Скорость независимый компонент силы
b	Линейный скоростной компонент силы
c	Квадратичный скоростной компонент силы
_Le	Утомите релаксационную длину
J	Момент инерции
_My	Крутящий момент сопротивления качению
_Ta	Прикладной крутящий момент оси об оси вращения колеса
_Tb	Тормозной момент
_Td	Объединенный крутящий момент шины
_Tf	Фрикционный крутящий момент
_Ti	Сетевой входной крутящий момент
_Tk	Кинетический фрикционный крутящий момент
_To	Сетевой выходной крутящий момент
_Ts	Статический фрикционный крутящий момент
_Fc	Прикладывавшая сила муфты
_Fx	Продольная сила, разработанная дорогой шины, взаимодействует через интерфейс должный уменьшиться
_Reff	Эффективный радиус муфты
_Ro	Кольцевой диск внешний радиус
_Ri	Кольцевой диск внутренний радиус
_Re	Эффективный радиус шины, в то время как при загрузке и при данном давлении
_Vx	Продольная скорость оси
_Fz	Транспортное средство нормальная сила
ɑ	Экспонента давления воздуха в шине
β	Нормальная экспонента силы
_pi	Давление воздуха в шине
_μs	Коэффициент статического трения
_μk	Коэффициент кинетического трения

Шина и системы координат колеса

Чтобы разрешить силы и моменты, блок использует ориентацию Z-Up систем координат шины и колеса.

Утомите оси системы координат (_XT, _YT, _ZT) фиксируются в системе координат, присоединенной к шине. Источник в контакте шины с землей.
Оси системы координат колеса (_XW, _YW, _ZW) фиксируются в системе координат, присоединенной к колесу. Источник стоит у руля центр.

Ориентация Z-Up ^[1]

Z-Up tire and wheel coordinate systems showing wheel plane and road plane

Тормоза

Диск

Если вы задаете параметр Brake Type Disc, блок реализует дисковый тормоз. Этот рисунок показывает виды сбоку и виды спереди дискового тормоза.

Front and side view of disc brake, showing pad, disc, and caliper

Дисковый тормоз преобразует давление в тормозном цилиндре от тормозного цилиндра в силу. Дисковый тормоз прикладывает силу в среднем радиусе тормозной колодки.

Блок использует эти уравнения, чтобы вычислить момент привода для дискового тормоза.

$T = {\begin{matrix} \frac{μ P π B_{a}^{2} R_{m} N_{p a d s}}{4} когда N \neq 0 \\ \frac{μ_{s t a t i c} P π B_{a}^{2} R_{m} N_{p a d s}}{4} когда N = 0 \end{matrix}$

$R m = \frac{R o + R i}{2}$

Уравнения используют эти переменные.

T	Момент привода
P	Прикладываемое тормозное давление
N	Скорость колеса
_Npads	Количество тормозных колодок в блоке дискового тормоза
_μstatic	Коэффициент статического трения пары диск-колодка
μ	Коэффициент кинетического трения пары диск-колодка
_Ba	Внутренний диаметр тормозного цилиндра суппорта
_Rm	Средний радиус тормозной колодки обеспечивает приложение на тормозном роторе
_Ro	Внешний радиус тормозной колодки
_Ri	Внутренний радиус тормозной колодки

Барабан

Если вы задаете параметр Brake Type Drum, блок реализует статический (установившийся) симплексный барабанный тормоз. Симплексный барабанный тормоз состоит из одного двухстороннего гидравлического привода и двух тормозных колодок. Тормозные колодки не совместно используют общий контакт стержня.

Симплексная модель барабанного тормоза использует приложенную силу и геометрию тормоза, чтобы вычислить крутящий момент привода для каждой тормозной колодки. Модель барабана принимает, что приводы и геометрия обуви симметричны для обеих сторон, позволяя одному набору геометрии и параметров трения использоваться для обоих ботинок.

Блок реализует уравнения, которые выведены из этих уравнений в Основных принципах Элементов Машины.

$\begin{array}{l} T_{r s h o e} = (\frac{π μ c r (\cos θ_{2} - \cos θ_{1}) B_{a}^{2}}{2 μ (2 r (\cos θ_{2} - \cos θ_{1}) + a (\cos^{2} θ_{2} - \cos^{2} θ_{1})) + a r (2 θ_{1} - 2 θ_{2} + \sin 2 θ_{2} - \sin 2 θ_{1})}) P \\ T_{l s h o e} = (\frac{π μ c r (\cos θ_{2} - \cos θ_{1}) B_{a}^{2}}{- 2 μ (2 r (\cos θ_{2} - \cos θ_{1}) + a (\cos^{2} θ_{2} - \cos^{2} θ_{1})) + a r (2 θ_{1} - 2 θ_{2} + \sin 2 θ_{2} - \sin 2 θ_{1})}) P \end{array}$

$T = {\begin{matrix} T_{r s h o e} + T_{l s h o e} when N \neq 0 \\ (T_{r s h o e} + T_{l s h o e}) \frac{μ_{s t a t i c}}{μ} когда N = 0 \end{matrix}$

Side view of drum brake

Уравнения используют эти переменные.

T	Момент привода
P	Прикладываемое тормозное давление
N	Скорость колеса
_μstatic	Коэффициент статического трения пары диск-колодка
μ	Коэффициент кинетического трения пары диск-колодка
_Trshoe	Момент привода правого ботинка
_Tlshoe	Момент привода левого ботинка
a	Расстояние от барабана сосредотачивается к центру контакта стержня обуви
c	Расстояние от стержня обуви прикрепляет центр, чтобы тормозить связь привода на тормозной колодке
r	Барабан внутренний радиус
_Ba	Внутренний диаметр тормозного цилиндра суппорта
Θ1	Угол от стержня обуви прикрепляет центр, чтобы запуститься материала тормозной колодки по обуви
Θ2	Угол от стержня обуви прикрепляет центр к концу материала тормозной колодки по обуви

Сопоставленный

Если вы задаете параметр Brake Type Mapped, блок использует интерполяционную таблицу, чтобы определить момент привода.

$T = {\begin{matrix} f_{b r a k e} (P, N) when N \neq 0 \\ (\frac{μ_{s t a t i c}}{μ}) f_{b r a k e} (P, N) когда N = 0 \end{matrix}$

Уравнения используют эти переменные.

T	Момент привода
$f_{b r a k e}^{} (P, N)$	Интерполяционная таблица момента привода
P	Прикладываемое тормозное давление
N	Скорость колеса
_μstatic	Коэффициент трения поверхности клавиатуры барабана взаимодействует через интерфейс при статических условиях
μ	Коэффициент трения интерфейса ротора клавиатуры диска

Интерполяционная таблица для момента привода, $f_{b r a k e}^{} (P, N)$ , функция прикладываемого тормозного давления и скорости колеса, где:

T является моментом привода в N · m.
P является прикладываемым тормозным давлением в панели.
N является скоростью колеса в об/мин.

Plot of brake torque as a function of wheel speed and applied brake pressure

Порты

Входной параметр

развернуть все

`BrkPrs` — Тормозное давление
`scalar` | `N`- `1` вектор

Тормозное давление, в Па.

Вектор является количеством колес, N, 1. Если вы вводите скалярное значение, блок принимает, что количество колес является тем.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, для параметра Brake Type, задают один из этих типов:

Disc
Drum
Mapped

`AxlTrq` — Крутящий момент оси
`scalar` | `N`- `1` вектор

Крутящий момент оси, _Ta, об оси вращения колеса, в N · m.

`Vx` — Продольная скорость
`scalar` | `N`- `1` вектор

Ось продольная скорость, _Vx, вдоль зафиксированной шиной оси X, в m/s.

`Vy` — Боковая скорость
`scalar` | `N`- `1` вектор

Скорость ответвления оси, _Vy, вдоль зафиксированной шиной оси Y, в m/s.

`Camber` — Угол изгиба
`scalar` | `N`- `1` вектор

Угол изгиба, ɣ, в рад.

`YawRate` — Утомите скорость вращения
`scalar` | `N`- `1` вектор

Утомите скорость вращения, r, о зафиксированной шиной оси z (уровень отклонения от курса), в rad/s.

`Prs` — Давление накачивания шин
`scalar` | `N`- `1` вектор

Давление накачивания шин, _pi, в Па.

`Gnd` — Оснуйте смещение
`scalar` | `N`- `1` вектор

Оснуйте смещение вдоль зафиксированного шиной z - ось в m. Положительный вход производит лифт колеса.

`Fext` — Сила оси прикладывается к шине
`scalar` | `N`- `1` вектор

Сила оси применялась к шине, _Fext, вдоль зафиксированной транспортным средством оси z (положительный вход сжимает шину), в N · m.

`ScaleFctrs` — Масштабные коэффициенты
27 - `N` массив

Волшебный массив масштабного коэффициента Формулы. Измерениями массива является 27 количеством колес, N.

Уравнения Magic Formula используют масштабные коэффициенты с учетом статического или изменений времени выполнения симуляции. Номинально, большинство установлено в 1.

Элемент массива	Переменная	ScaleFactor
`ScaleFctrs(1,1)`	`lam_Fzo`	Номинальная загрузка
`ScaleFctrs(2,1)`	`lam_mux`	Продольный пиковый коэффициент трения
`ScaleFctrs(3,1)`	`lam_muy`	Боковой пиковый коэффициент трения
`ScaleFctrs(4,1)`	`lam_muV`	Подсуньте скорость По сравнению с затухающим трением
`ScaleFctrs(5,1)`	`lam_Kxkappa`	Тормозите жесткость промаха
`ScaleFctrs(6,1)`	`lam_Kyalpha`	Движение на повороте жесткости
`ScaleFctrs(7,1)`	`lam_Cx`	Продольный масштабный фактор
`ScaleFctrs(8,1)`	`lam_Cy`	Боковой масштабный фактор
`ScaleFctrs(9,1)`	`lam_Ex`	Продольный фактор искривления
`ScaleFctrs(10,1)`	`lam_Ey`	Боковой фактор искривления
`ScaleFctrs(11,1)`	`lam_Hx`	Продольный горизонтальный сдвиг
`ScaleFctrs(12,1)`	`lam_Hy`	Боковой горизонтальный сдвиг
`ScaleFctrs(13,1)`	`lam_Vx`	Продольный вертикальный сдвиг
`ScaleFctrs(14,1)`	`lam_Vy`	Боковой вертикальный сдвиг
`ScaleFctrs(15,1)`	`lam_Kygamma`	Жесткость силы изгиба
`ScaleFctrs(16,1)`	`lam_Kzgamma`	Жесткость крутящего момента изгиба
`ScaleFctrs(17,1)`	`lam_t`	Пневматический след (производящий выравнивающий жесткость крутящего момента)
`ScaleFctrs(18,1)`	`lam_Mr`	Остаточный крутящий момент
`ScaleFctrs(19,1)`	`lam_xalpha`	Альфа-влияние на Fx (каппа)
`ScaleFctrs(20,1)`	`lam_ykappa`	Влияние каппы на Fy (альфа)
`ScaleFctrs(21,1)`	`lam_Vykappa`	Вызванный сгиб регулирует Fy
`ScaleFctrs(22,1)`	`lam_s`	Рука момента Fx
`ScaleFctrs(23,1)`	`lam_Cz`	Радиальная жесткость шины
`ScaleFctrs(24,1)`	`lam_Mx`	Опрокидывание жесткости пары
`ScaleFctrs(25,1)`	`lam_VMx`	Опрокидывание пары вертикальный сдвиг
`ScaleFctrs(26,1)`	`lam_My`	Момент сопротивления качению
`ScaleFctrs(27,1)`	`lam_Mphi`	Парковка крутящего момента Mz

Вывод

развернуть все

`Info` — Блокируйте данные
шина

Блокируйте данные, возвращенные как сигнал шины, содержащий эти значения блока.

Сигнал	Описание	Модули
`AxlTrq`	Крутящий момент оси о зафиксированной колесом оси Y	N·
`Omega`	Скорость вращения колеса о зафиксированной колесом оси Y	рад/с
`Fx`	Продольная сила транспортного средства вдоль зафиксированной шиной оси X	N
`Fy`	Боковая сила транспортного средства вдоль зафиксированной шиной оси Y	N
`Fz`	Вертикальная сила транспортного средства вдоль зафиксированной шиной оси z	N
`Mx`	Опрокидывание момента о зафиксированной шиной оси X	N·
`My`	Крутящий момент сопротивления качению о зафиксированной шиной оси Y	N·
`Mz`	Выравнивание момента о зафиксированной шиной оси z	N·
`Vx`	Транспортное средство продольная скорость вдоль зафиксированной шиной оси X	m/s
`Vy`	Скорость ответвления транспортного средства вдоль зафиксированной шиной оси Y	m/s
`Re`	Загруженный эффективный радиус	m
`Kappa`	Продольное отношение промаха	Нет данных
`Alpha`	Угол заноса	рад
`a`	Свяжитесь с закрашенной фигурой половина длины	m
`b`	Свяжитесь с полушириной закрашенной фигуры	m
`Gamma`	Угол изгиба	рад
`psidot`	Утомите скорость вращения о зафиксированной шиной оси z (уровень отклонения от курса)	рад/с
`BrkTrq`	Момент привода о зафиксированной транспортным средством оси Y	N·
`BrkPrs`	Тормозное давление	Па
`z`	Ось вертикальное смещение вдоль зафиксированной шиной оси z	m
`zdot`	Ось вертикальная скорость вдоль зафиксированной шиной оси z	m/s
`Gnd`	Оснуйте смещение вдоль зафиксированной шиной оси z (положительный вход производит лифт колеса),	m
`GndFz`	Вертикальная сила боковой стены на земле вдоль зафиксированной шиной оси z	N
`Prs`	Давление накачивания шин	Па

`Omega` — Скорость вращения колеса
`scalar` | `N`- `1` вектор

Скорость вращения колеса, ω, о зафиксированной колесом оси Y, в rad/s.

`Fx` — Продольная сила оси
`scalar` | `N`- `1` вектор

Продольная сила, действующая на ось, _Fx, вдоль зафиксированной шиной оси X, в N. Положительная сила действует, чтобы переместить транспортное средство вперед.

`Fy` — Боковая сила оси
`scalar` | `N`- `1` вектор

Боковая сила, действующая на ось, _Fy, вдоль зафиксированной шиной оси Y, в N.

`Fz` — Вертикальная сила оси
`scalar` | `N`- `1` вектор

Вертикальная сила, действующая на ось, _Fz, вдоль зафиксированной шиной оси z, в N.

`Mx` — Опрокидывание момента
`scalar` | `N`- `1` вектор

Продольный момент, действуя на ось, _Mx, о зафиксированной шиной оси X, в N · m.

`My` — Прокрутка резистивного момента
`scalar` | `N`- `1` вектор

Боковой момент, действуя на ось, _My, о зафиксированной шиной оси Y, в N · m.

`Mz` — Выравнивание момента
`scalar` | `N`- `1` вектор

Вертикальный момент, действуя на ось, _Mz, о зафиксированной шиной оси z, в N · m.

Параметры

развернуть все

Блокируйте опции

`Brake Type` — Выберите тип
`None` | `Disc` | `Drum` | `Mapped`

Используйте параметр Brake Type, чтобы выбрать тормоз.

Тормозите установку типа	Тормозите реализацию
`None`	'none'
`Disc`	Тормоз, который преобразует давление в тормозном цилиндре в тормозное усилие
`Drum`	Симплексный барабанный тормоз, который преобразует приложенную силу и геометрию тормоза в сетевой тормозной момент
`Mapped`	Интерполяционная таблица, которая является функцией скорости колеса и прикладываемого тормозного давления

Тормоз

`Static friction coefficient, mu_static` — Статическое трение
.3 (значение по умолчанию) | `scalar`

Статический коэффициент трения, безразмерный.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Brake Type, задают один из этих типов:

Disc
Drum
Mapped

`Kinetic friction coefficient, mu_kinetic` — Кинетическое трение
.2 (значение по умолчанию) | `scalar`

Кинематический коэффициент трения, безразмерный.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Brake Type, задают один из этих типов:

Disc
Drum
Mapped

Диск

`Disc brake actuator bore, disc_abore` — Расстояние скуки
.05 (значение по умолчанию) | `scalar`

Привод дискового тормоза перенес в m.

Зависимости

Чтобы включить параметры дискового тормоза, выберите Disc для параметра Brake Type.

`Brake pad mean radius, Rm` — Радиус
.177 (значение по умолчанию) | `scalar`

Средний радиус тормозной колодки, в m.

Зависимости

Чтобы включить параметры дискового тормоза, выберите Disc для параметра Brake Type.

`Number of brake pads, num_pads` количество
2 (значение по умолчанию) | `scalar`

Количество тормозных колодок.

Зависимости

Чтобы включить параметры дискового тормоза, выберите Disc для параметра Brake Type.

Барабан