Exponenta Banner

Vehicle Body

Транспортное средство 2D оси с продольной динамикой и движением и корректируемой массой, геометрией, и перетаскивает свойства

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Автомобильная трансмиссия / Tires & Vehicles

  • Vehicle Body block

Описание

Блок Vehicle Body представляет кузов 2D оси в продольном движении. Транспортное средство может иметь то же самое или различное количество колес на каждой оси. Например, два колеса на передней оси и одно колесо на задней оси. Колеса транспортного средства приняты идентичные в размере. Транспортное средство может также иметь центр тяжести (CG), который является в или ниже плоскости перемещения.

Блок составляет массу тела, аэродинамическое перетаскивание, дорожную наклонную поверхность и распределение веса между осями из-за ускорения и дорожного профиля. Опционально включайте динамику тангажа и приостановки. Транспортное средство не перемещается вертикально относительно земли.

Блок имеет опцию, чтобы включать внешне заданную массу и внешне заданную инерцию. Масса, инерция и центр тяжести кузова могут варьироваться в течение симуляции в ответ на системные изменения.

Модель

Оси транспортного средства параллельны и формируют плоскость. Продольное, x, направление находится в этой плоскости и перпендикуляре к осям. Если транспортное средство перемещается на наклоне наклонной поверхности, β, нормальном, z, направление не параллельно силе тяжести, но всегда перпендикулярно продольной осью плоскости.

Этот рисунок и таблица define переменные модели движения транспортного средства.

Динамика аппарата и движение

Inclined vehicle body diagram

Переменные модели транспортного средства

СимволОписание
gГравитационное ускорение
βНаклоните угол
mМасса транспортного средства
hВысота центра тяжести транспортного средства (CG) над землей
a, B Расстояние передних и задних осей, соответственно, от нормальной точки проекции CG транспортного средства на общую плоскость оси
VxСкорость транспортного средства. Когда Vx> 0, транспортное средство продвигается. Когда Vx <0, транспортное средство перемещается назад.
VwСкорость ветра. Когда Vw> 0, ветер является встречным ветром. Когда Vw <0, ветер является попутным ветром.
nКоличество колес на каждой оси
Fxf, FxrПродольные силы на каждом колесе в передней стороне и задней части основывают контактные точки, соответственно
Fzf, FzrНормальные силы загрузки на каждом колесе в передней стороне и задней части основывают контактные точки, соответственно
AЭффективная лобная площадь поперечного сечения транспортного средства
CdАэродинамический коэффициент сопротивления
ρМассовая плотность воздуха
FdАэродинамическая сила сопротивления

Уравнения

Динамика аппарата

Движение транспортного средства является результатом результирующего эффекта всех сил и крутящих моментов, действующих на него. Продольные силы шины продвигают транспортное средство или назад. Вес mg транспортного средства действует через его центр тяжести (CG). В зависимости от угла наклонной поверхности вес вытягивает транспортное средство к земле и вытягивает его или назад или вперед. Перемещается ли транспортное средство вперед, или обратное, аэродинамическое перетаскивание замедляет его. Для простоты перетаскивание принято, чтобы действовать через CG.

mV˙x=Fx−​ Fd−mg⋅sinβ

Fx=n(Fxf+Fxr)

Fd=12CdρA(Vx+Vw)2⋅sgn(Vx+Vw)

Обнулите нормальное ускорение и обнулите крутящий момент тангажа, определяют нормальную силу на каждом переднем и заднем колесе.

Fzf=−h(Fd+mgsinβ+mV˙x)+b⋅mgcosβn(a+b)

Fzr=+h(Fd+mgsinβ+mV˙x)+a⋅mgcosβn(a+b)

Колесо нормальные силы удовлетворяет Fzf+Fzr=mgcosβn.

Если вы включаете внешне заданную массу или инерцию, уравнения смещены взвешенным значением входа.

Передайте динамику

Сделайте подачу ускорение зависит от трех компонентов крутящего момента и инерции транспортного средства:

α=(f⋅h)+(Fzfa)−(Fzrb)J

Где:

  • ɑ является ускорением тангажа.

  • f является продольной силой.

  • h является высотой центра тяжести когда измеренная параллель к z - ось.

  • J является инерцией.

Если вы выбираете линейную модель для жесткости приостановки и затухания, блок использует малое угловое приближение для вычислений тангажа. Если вы выбираете модель поиска по таблице, блок использует векторы, которые вы задаете, вычисляют динамику тангажа. Для уравнений жесткого упора смотрите Translational Hard Stop.

Переменные

Используйте вкладку Variables, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.

В отличие от параметров блоков, переменные не имеют условной видимости. Вкладка Variables перечисляет все существующие переменные в блоках. Если переменная не используется в системе уравнений, соответствующей выбранной настройке блока, значения, заданные для этой переменной, проигнорированы.

Ограничения и предположения

Блок Vehicle Body позволяет вам только продольная динамика модели, параллельная земле и ориентированная вдоль направления движения. Транспортное средство принято, чтобы быть в тангаже и нормальном равновесии. Блок не моделирует тангаж или вертикальное перемещение. По сути, уравнения принимают, что колеса никогда не теряют контакт. Это ограничение может привести к отрицательным нормальным силам.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Входной порт физического сигнала для скорости встречного ветра.

Входной порт физического сигнала для дорожного угла наклонной поверхности.

Входной порт физического сигнала для центра тяжести, в m, внешне заданной массы относительно CG кузова.

Зависимости

Этот порт отображается только, когда параметр Externally-defined additional mass в настройках Main устанавливается на On.

Входной порт физического сигнала для массы, в kg, внешне заданной массы.

Зависимости

Этот порт отображается только, когда параметр Externally-defined additional mass в настройках Main устанавливается на On.

Входной порт физического сигнала в настоящий момент инерции, в kg*m^2, внешне заданной массы.

Зависимости

Этот порт отображается только, когда параметр Externally-defined additional mass в настройках Main и параметр Pitch dynamics в настройках Pitch оба установлены в On.

Вывод

развернуть все

Выходной порт физического сигнала для транспортного средства продольная скорость.

Выходной порт физического сигнала для нормальной силы на передней оси. Силы колеса рассматриваются положительными при действии вниз.

Выходной порт физического сигнала для нормальной силы на задней оси. Силы колеса рассматриваются положительными при действии вниз.

Сохранение

развернуть все

Порт Conserving сопоставлен с горизонтальным движением кузова. Соедините движение тяги шины с этим портом.

Параметры

развернуть все

Основной

Масса транспортного средства.

Колесо рассчитывает на передние и задние оси. Если вход является скалярным номером, количества колеса передних и задних осей приняты то же самое. Например, если входом является 2, затем передние и задние оси каждый приняты, чтобы иметь два колеса.

Если вход является двухэлементным массивом, первый номер является количеством колеса передней оси и вторым номером количество колеса задней оси. Например, если вход является массивом [2,1], затем передняя ось принята, чтобы иметь два колеса и заднюю ось одно колесо.

Горизонтальное расстояние, a, от центра тяжести до передней оси колеса транспортного средства.

Горизонтальное расстояние, b, от центра тяжести до задней оси колеса транспортного средства.

Расстояние, h, между центром тяжести транспортного средства и землей.

Ускорение из-за гравитационной силы, действующей в центре тяжести транспортного средства.

Опция, чтобы включать как время - или различная событием масса, которая влияет на массу и CG кузова.

Зависимости

CG, M и порты J отображаются только, когда этот параметр устанавливается на On. Воздействие порта J также требует, чтобы вы выбрали On для параметра Pitch dynamics в настройках Pitch.

Чтобы видеть предупреждение, когда блок вычислит отрицательные величины для нормальной силы в процессе моделирования, выберите On. Блок может сгенерировать отрицательные силы, потому что уравнения принимают, что колеса никогда не теряют контакт.

Перетащить

Эффективная площадь поперечного сечения, A, представлена транспортным средством в продольном движении. Блок использует это значение, чтобы вычислить аэродинамическую силу сопротивления на транспортное средство.

Аэродинамический коэффициент сопротивления, C d. Блок использует это значение, чтобы вычислить аэродинамическую силу сопротивления на транспортное средство.

Плотность воздуха, который окружает транспортное средство.

Тангаж

Таблица показывает, как видимость некоторых параметров зависит от опции, которую вы выбираете для других параметров. Чтобы изучить, как считать таблицу, смотрите Зависимости от Параметра.

Передайте зависимости от параметра

Pitch
Сделайте подачу движущие силы — Выбирают Off или On
OffOn
 Передайте момент инерции
Модель Suspension — Выбирает Linear или By table lookup
ЛинейныйПоиском по таблице
Жесткость передней подвескиЖесткость передней подвески обеспечивает вектор
Затухание передней подвескиВектор деформации передней подвески
Жесткость задней подвескиПередняя подвеска, ослабляющая вектор силы
Затухание задней подвескиВектор скорости передней подвески
Жесткость задней подвески обеспечивает вектор
Вектор деформации задней подвески
Задняя подвеска, ослабляющая вектор силы
Вектор скорости задней подвески
Метод интерполяции
ExtrapolationMethod
Жесткий упор — Выбирает Off или On
OffOn
 Передняя верхняя граница
Передняя нижняя граница
Передняя упругость контакта
Переднее затухание контакта
Задняя верхняя граница
Задняя нижняя граница
Задняя упругость контакта
Заднее затухание контакта
Начальный тангаж
Начальный уровень тангажа

Опция к динамике тангажа модели.

Зависимости

Выбор On поскольку этот параметр включает параметры для:

  • Модель Suspension

  • Модель жесткого упора

  • Начальные условия тангажа

Порт J отображается только, когда этот параметр устанавливается на On. Воздействие порта J также требует, чтобы вы выбрали On для параметра Externally-defined additional mass в настройках Main.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Момент инерции для вычислений тангажа.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете Pitch dynamics на On.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Метод параметризации для моделирования приостановки.

Вы параметрируете приостановку с помощью жесткости и ослабляя данные. Чтобы задать данные с помощью скалярных значений, выберите Linear. Чтобы задать данные с помощью векторных значений, выберите By table lookup.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете Pitch dynamics на On.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Жесткость передней подвески на ось.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к Linear

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Затухание передней подвески на ось.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к Linear

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Жесткость задней подвески на ось.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к Linear

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Затухание задней подвески на ось.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к Linear

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Сила жесткости передней подвески. Задайте выходные значения для интерполяционной таблицы как вектор. Число элементов в выходном векторе должно совпасть с числом элементов во входном векторе. Параметр входного вектора является параметром Front suspension deformation vector.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к By table lookup

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Деформация передней подвески задана в терминах смещения. Задайте входные значения для интерполяционной таблицы как вектор. Значения элементов в векторе должны увеличиться слева направо. Минимальное число элементов в векторе зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два элемента. Для сплайн-интерполяции обеспечьте по крайней мере три элемента. Параметр выходного вектора является параметром Front suspension stiffness force vector.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к By table lookup

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Затухание силы передней подвески. Задайте выходные значения для интерполяционной таблицы как вектор. Число элементов в выходном векторе должно совпасть с числом элементов во входном векторе. Параметр входного вектора является параметром Front suspension velocity vector.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к By table lookup

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Скорость передней подвески. Задайте входные значения для интерполяционной таблицы как вектор. Значения элементов в векторе должны увеличиться слева направо. Минимальное число элементов в векторе зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два элемента. Для сплайн-интерполяции обеспечьте по крайней мере три элемента. Параметр выходного вектора является параметром Front suspension damping force vector.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к By table lookup

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Сила жесткости задней подвески. Задайте выходные значения для интерполяционной таблицы как вектор. Число элементов в выходном векторе должно совпасть с числом элементов во входном векторе. Параметр входного вектора является параметром Rear suspension deformation vector.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к By table lookup

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Деформация задней подвески задана в терминах смещения. Задайте входные значения для интерполяционной таблицы как вектор. Значения элементов в векторе должны увеличиться слева направо. Минимальное число элементов в векторе зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два элемента. Для сплайн-интерполяции обеспечьте по крайней мере три элемента. Параметр выходного вектора является параметром Rear suspension stiffness force vector.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к By table lookup

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Затухание силы задней подвески. Задайте выходные значения для интерполяционной таблицы как вектор. Число элементов в выходном векторе должно совпасть с числом элементов во входном векторе. Параметр входного вектора является параметром Rear suspension velocity vector.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к By table lookup

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Скорость задней подвески. Задайте входные значения для интерполяционной таблицы как вектор. Значения элементов в векторе должны увеличиться слева направо. Минимальное число элементов в векторе зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции обеспечьте по крайней мере два элемента. Для сплайн-интерполяции обеспечьте по крайней мере три элемента. Параметр выходного вектора является параметром Rear suspension damping force vector.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к By table lookup

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Методы интерполяции для аппроксимации выходного значения, когда входное значение между двумя последовательными узлами решетки:

  • Linear — Выберите эту опцию по умолчанию, чтобы получить лучшую эффективность. Введите по крайней мере два значения на размерность.

  • Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка. Введите по крайней мере три значения на размерность.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к By table lookup

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Метод экстраполяции для определения выходного значения, когда входное значение находится вне диапазона, указанного в списке аргументов:

  • Linear — Производит линию, соединяющую соседние значения в области экстраполяции и за пределами с областью интерполяции.

  • Nearest — Производит экстраполяцию, которая не выше самой высокой или ниже самой низкой точки в области данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Suspension model к By table lookup

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Опция к модели hardstops для передней и задней подвески.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете Pitch dynamics на On:

Выбор On поскольку этот параметр включает параметры для передних и задних жестких упоров:

  • Верхняя граница

  • Нижняя граница

  • Упругость контакта

  • Свяжитесь с затуханием

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Верхняя граница жесткого упора для передней подвески.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Hard stop к On

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Нижняя граница жесткого упора для передней подвески.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Hard stop к On

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Упругость контакта жесткого упора для передней подвески.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Hard stop к On

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Свяжитесь с затуханием жесткого упора для передней подвески.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Hard stop к On

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Верхняя граница жесткого упора для задней подвески.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Hard stop к On

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Нижняя граница жесткого упора для задней подвески.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Hard stop к On

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Упругость контакта жесткого упора для задней подвески.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Hard stop к On

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Свяжитесь с затуханием жесткого упора для задней подвески.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете обе из этих опций:

  • Pitch dynamics к On

  • Hard stop к On

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Сделайте подачу в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете Pitch dynamics на On.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Передайте уровень в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр включен, когда вы устанавливаете Pitch dynamics на On.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Pitch Parameter Dependencies.

Примеры модели

Vehicle with Dual Clutch Transmission

Транспортное средство с двойной передачей муфты

Транспортное средство с автоматической передачей двойной муфты с пятью скоростями. Контроллер передачи преобразует отклонение педали в потребованный крутящий момент. Этот потребованный крутящий момент затем передается управлению механизмом. Отклонение педали и скорость транспортного средства также используются контроллером передачи, чтобы определить, когда переключения передач должны произойти. Переключения передач реализованы через две муфты, одно давление муфты, увеличиваемое, когда другое давление муфты сползается вниз. Предварительный выбор механизма через предохранительные муфты гарантирует, что правильный механизм полностью выбран, прежде чем продолжающаяся муфта включена.

Vehicle with Four-Speed Transmission

Транспортное средство с передачей с четырьмя скоростями

Полное транспортное средство с компонентами Simscape™ Driveline™, включая механизм, ходовую часть, передачу с четырьмя скоростями, шины и продольную динамику аппарата. Контроллер передачи реализован как конечный автомат в Stateflow®, выбрав механизм на основе скорости транспортного средства и дросселя.

Vehicle with Four-Wheel Drive

Транспортное средство с полным приводом

Полноприводное транспортное средство, начинающее с отдыха и возрастающее 15 наклонных поверхностей степени. Первоначально транспортное средство прокручивается назад, пока механизм не разрабатывает достаточный крутящий момент, чтобы противостоять наклону. Динамика податливости шины видна, когда транспортное средство начинает ускоряться. Вариант модели, выбранный для всех шин, может быть установлен в Простое, Трение Параметрированная, или Волшебная модель шины Формулы использование гиперссылок в модели.

Vehicle with Manual Transmission

Транспортное средство с механической коробкой передач

Транспортное средство, которое имеет механическую коробку передач с четырьмя скоростями. Основные элементы передачи являются четырьмя синхронизаторами. Путем привлечения или расцепления этих синхронизаторов и сопоставленных предохранительных муфт, передача обеспечивает четыре отношения 3.581, 2.022, 1.384, и 1, соответственно. Синхронизаторы моделируются с помощью Конических блоков Муфты Муфты и Собаки.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

| | | |

Темы

Введенный в R2011a

Документация Simscape Driveline

Поддержка