Общая дорожная нагрузка на кузов транспортного средства

Движение транспортного средства с использованием коэффициентов испытания на падение

Библиотека:
Блоксеть силового агрегата/динамика транспортного средства
Блок динамики транспортного средства/кузов транспортного средства

Описание

Блок суммарной дорожной нагрузки кузова транспортного средства реализует жесткую модель транспортного средства с одной степенью свободы (1DOF) с использованием коэффициентов испытания на падение. Этот блок можно использовать в модели транспортного средства для представления нагрузки, которую трансмиссия и шасси прикладывают к трансмиссии или двигателю. Он подходит для исследований производительности на уровне системы, размеров компонентов, экономии топлива или отслеживания циклов привода. Блок вычисляет динамическую нагрузку силового агрегата с минимальной параметризацией или вычислительными затратами.

Можно настроить блок для кинематического, силового или суммарного ввода мощности.

Кинематический - Блок использует продольную скорость и ускорение транспортного средства для расчета тяговой силы и мощности.
Сила - Блок использует тяговое усилие для расчета продольного перемещения и скорости транспортного средства.
Мощность - Блок использует двигатель или мощность трансмиссии для расчета продольного перемещения и скорости транспортного средства.

Динамика

Для вычисления общей дорожной нагрузки, действующей на транспортное средство, блок реализует это уравнение.

$_{} \overset{}{} {\overset{}{}}^{} Froad=a+bx˙+cx˙2+mgsin (start$ )

Для определения коэффициентов a, b и c можно использовать процедуру испытания, аналогичную описанной в разделе «Измерение дорожной нагрузки и моделирование динамометра с использованием методов выбега». Можно также использовать Simulink ® Design Optimization™ для подгонки коэффициентов к измеренным данным.

Для вычисления движения транспортного средства блок использует закон Ньютона для жестких тел.

$_{Ftotal} = \overset{}{} mx_{€ +}$ Froad

Суммарный ввод мощности является произведением суммарной силы и продольной скорости. Мощность, обусловленная дорожными и гравитационными силами, является произведением дорожной силы и продольной скорости.

$\begin{array}{l} _{}_{} \overset{}{} \\ _{}_{} \overset{Ptotal=Ftotalx˙Proad=Froadx˙}{} \end{array}$

Учет мощности

Для учета мощности блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Переменная	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` - Мощность, передаваемая между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают на выход потока из блока	`PwrFxExt`	Сила внешней силы	_PFxExt	$_{}_{} \overset{PFxExt=Ftotalx˙}{}$
	`PwrNotTrnsfrd` - Мощность, пересекающая границу блока, но не передаваемая Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrFxDrag`	Сила силы перетаскивания	_ФУНТ	$_{Pd} = - (\overset{}{} {\overset{}{}}^{} \overset{a+bx˙+cx˙2}{}$ ) x˙
	`PwrStored` - Скорость изменения накопленной энергии Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на снижение	`wrStoredGrvty`	Изменение скорости гравитационной потенциальной энергии	_Pg	$_{} \overset{Pg=-mgZ˙}{}$
		`PwrStoredxdot`	Скорость изменения продольной кинетической энергии	_Pxdot	$_{\overset{}{}} \overset{}{} \overset{Px˙=mx¨x˙}{}$

Уравнения используют эти переменные.

a	Стационарный коэффициент сопротивления качению
b	Вязкая трансмиссия и коэффициент сопротивления качению
c	Коэффициент аэродинамического сопротивления
g	Гравитационное ускорение
x	Продольное перемещение транспортного средства по отношению к земле в неподвижной раме транспортного средства
$\overset{x˙}{}$	Продольная скорость транспортного средства по отношению к земле в неподвижной раме транспортного средства
$\overset{}{х}$ х ч	Продольное ускорение транспортного средства по отношению к земле, неподвижная рама транспортного средства
m	Масса кузова транспортного средства
Θ	Угол уклона дороги
_Ftotal	Общая сила, действующая на транспортное средство
_Froad	Резистивная дорожная нагрузка из-за потерь и гравитационной нагрузки
_Ptotal	Общая тяговая входная мощность
_Proad	Суммарная мощность из-за потерь и гравитационной нагрузки
$\overset{Z˙}{}$	Вертикальная скорость транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `z`- ось

Порты

Вход

развернуть все

`xdot` - Продольная скорость транспортного средства
`scalar`

Общая продольная скорость транспортного средства, $\overset{x˙}{}$ , в м/с.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, для параметра Input Mode выберите Kinematic.

`xddot` - Продольное ускорение транспортного средства
`scalar`

Общее продольное ускорение транспортного средства, $\overset{}{x}$ °, в м/с ^ 2.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, для параметра Input Mode выберите Kinematic.

`PwrTot` - Тяговая входная мощность
`scalar`

Тяговая входная мощность, _Ptotal, в Вт

Зависимости

Чтобы включить этот порт, для параметра Input Mode выберите Power.

`ForceTot` - Тяговая входная сила
`scalar`

Тяговая входная сила, _Ftotal, в Н.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, для параметра Input Mode выберите Force.

`Grade` - Угол уклона дороги
`scalar`

Угол уклона дороги в град.

Продукция

развернуть все

`Info` - Сигнал шины
автобус

Сигнал шины, содержащий эти блочные вычисления.

Сигнал				Описание	Стоимость	Единицы
`InertFrm`	`Cg`	`Disp`	`X`	Перемещение КР транспортного средства по закрепленной на земле `X`- ось	Вычисленный	m
			`Y`	Перемещение КР транспортного средства по закрепленной на земле `Y`- ось	`0`	m
			`Z`	Перемещение КР транспортного средства по закрепленной на земле `Z`- ось	Вычисленный	m
		`Vel`	`Xdot`	Скорость КР транспортного средства по фиксированному на земле `X`- ось	Вычисленный	м/с
			`Ydot`	Скорость КР транспортного средства по фиксированному на земле `Y`- ось	`0`	м/с
			`Zdot`	Скорость КР транспортного средства по фиксированному на земле `Z`- ось	Вычисленный	м/с
		`Ang`	`phi`	Вращение неподвижной рамы транспортного средства вокруг неподвижной рамы `X`-axis (крен)	`0`	радиус
			`theta`	Вращение неподвижной рамы транспортного средства вокруг неподвижной рамы `Y`-axis (шаг)	Вычисленный	радиус
			`psi`	Вращение неподвижной рамы транспортного средства вокруг неподвижной рамы `Z`-axis (рыскание)	`0`	радиус
`BdyFrm`	`Cg`	`Disp`	`x`	Перемещение КР транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `x`- ось	Вычисленный	m
			`y`	Перемещение КР транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `y`- ось	`0`	m
			`z`	Перемещение КР транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `z`- ось	`0`	m
		`Vel`	`xdot`	Скорость CG транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `x`- ось	Вычисленный	м/с
			`ydot`	Скорость CG транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `y`- ось	`0`	м/с
			`zdot`	Скорость CG транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `z`- ось	`0`	м/с
		`Acc`	`ax`	Ускорение CG транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `x`- ось	Вычисленный	gn
			`ay`	Ускорение CG транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `y`- ось	`0`	gn
			`az`	Ускорение CG транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `z`- ось	`0`	gn
	`Forces`	`Body`	`Fx`	Чистая сила, прикладываемая к транспортному средству CG вдоль неподвижного транспортного средства `x`- ось	Вычисленный	N
			`Fy`	Чистая сила, прикладываемая к транспортному средству CG вдоль неподвижного транспортного средства `y`- ось	`0`	N
			`Fz`	Чистая сила, прикладываемая к транспортному средству CG вдоль неподвижного транспортного средства `z`- ось	`0`	N
		`Ext`	`Fx`	Внешнее усилие на КР транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `x`- ось	Вычисленный	N
			`Fy`	Внешнее усилие на КР транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `y`- ось	`0`	N
			`Fz`	Внешнее усилие на КР транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `z`- ось	`0`	N
		`Drag`	`Fx`	Сила лобового сопротивления на КР транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `x`- ось	Вычисленный	N
			`Fy`	Сила лобового сопротивления на КР транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `y`- ось	`0`	N
			`Fz`	Сила лобового сопротивления на КР транспортного средства вдоль неподвижного транспортного средства `z`- ось	`0`	N
		`Grvty`	`Fx`	Сила тяжести на транспортном средстве CG вдоль неподвижного транспортного средства `x`- ось	Вычисленный	N
			`Fy`	Сила тяжести на транспортном средстве CG вдоль неподвижного транспортного средства `y`- ось	`0`	N
			`Fz`	Сила тяжести на транспортном средстве CG вдоль неподвижного транспортного средства `z`- ось	Вычисленный	N
	`Pwr`	`PwrExt`		Прикладываемое внешнее питание	Вычисленный	W
	`Pwr`	`Drag`		Потеря мощности из-за перетаскивания	Вычисленный	W
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrFxExt`		Сила внешней силы	_PFxExt	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrFxDrag`		Сила силы перетаскивания	_ФУНТ	W
	`PwrStored`	`wrStoredGrvty`		Изменение скорости гравитационной потенциальной энергии	_Pg	W
	`PwrStored`	`PwrStoredxdot`		Скорость изменения продольной кинетической энергии	_Pxdot	W

`xdot` - Продольная скорость транспортного средства
`scalar`

Общая продольная скорость транспортного средства, $\overset{x˙}{}$ , в м/с.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, для параметра Input Mode выберите Power или Force.

`ForceTot` - Тяговая входная сила
`scalar`

Тяговая входная сила, _Ftotal, в Н.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, для параметра Input Mode выберите Kinematic.

Параметры

развернуть все

`Input Mode` - Укажите режим ввода
`Kinematic` (по умолчанию) | `Force` | `Power`

Укажите тип ввода.

Kinematic - Блок использует продольную скорость и ускорение транспортного средства для расчета тяговой силы и мощности. Эта конфигурация используется для проектирования силового агрегата, трансмиссии и тормозной системы, а также для определения размеров компонентов.
Force - Блок использует тяговое усилие для расчета продольного перемещения и скорости транспортного средства. Эта конфигурация используется для анализа производительности на уровне системы, экономии топлива или отслеживания циклов дисков.
Power - Блок использует двигатель или мощность трансмиссии для расчета продольного перемещения и скорости транспортного средства. Эта конфигурация используется для анализа производительности на уровне системы, экономии топлива или отслеживания циклов дисков.

Зависимости

В этой таблице представлены конфигурации портов и режимов ввода.

Режим ввода Создание портов

Режим ввода	Создание портов
`Kinematic`	`xdot` `xddot`
`Force`	`Force`
`Power`	`Power`

Kinematic

xdot

xddot

Force

Power

`Mass` - Масса кузова транспортного средства
`1200` (по умолчанию) | `scalar`

Масса кузова транспортного средства, м, в кг.

`Rolling resistance coefficient, a` - Прокатка
`196` (по умолчанию) | `scalar`

Стационарный коэффициент сопротивления качению, а, в Н.

`Rolling and driveline resistance coefficient, b` - Качение и трансмиссия
`2.232` (по умолчанию) | `scalar`

Коэффициент вязкого привода и сопротивления качению, b, в Н * с/м.

`Aerodynamic drag coefficient, c` - Перетаскивание
`0.389` (по умолчанию) | `scalar`

Коэффициент аэродинамического сопротивления, с, в Н· с ^ 2/м.

`Gravitational acceleration, g` - Гравитация
`9.81` (по умолчанию) | `scalar`

Гравитационное ускорение, g, в м/с ^ 2.

`Initial position, x_o` - Положение
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Продольное исходное положение транспортного средства, в м.

`Initial velocity, xdot_o` - Скорость
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Продольная начальная скорость транспортного средства по отношению к земле в м/с.

Ссылки

[1] Гиллеспи, Томас. Основы динамики транспортных средств. Уоррендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров (SAE), 1992.

[2] Комитет по показателям эффективности и экономичности транспортных средств малой грузоподъемности. Измерение дорожной нагрузки и моделирование работы динамометра с использованием методов выбега. Стандартные J1263_201003. SAE International, март 2010 года.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Источник цикла диска | Кузов транспортного средства 1DOF продольный | Кузов транспортного средства 3DOF продольный

Представлен в R2017a

Документация

Общая дорожная нагрузка на кузов транспортного средства

Описание

Динамика

Учет мощности

Порты

Вход

`xdot` - Продольная скорость транспортного средства
`scalar`

Зависимости

`xddot` - Продольное ускорение транспортного средства
`scalar`

Зависимости

`PwrTot` - Тяговая входная мощность
`scalar`

Зависимости

`ForceTot` - Тяговая входная сила
`scalar`

Зависимости

`Grade` - Угол уклона дороги
`scalar`

Продукция

`Info` - Сигнал шины
автобус

`xdot` - Продольная скорость транспортного средства
`scalar`

Зависимости

`ForceTot` - Тяговая входная сила
`scalar`

Зависимости

Параметры

`Input Mode` - Укажите режим ввода
`Kinematic` (по умолчанию) | `Force` | `Power`

Зависимости

`Mass` - Масса кузова транспортного средства
`1200` (по умолчанию) | `scalar`

`Rolling resistance coefficient, a` - Прокатка
`196` (по умолчанию) | `scalar`

`Rolling and driveline resistance coefficient, b` - Качение и трансмиссия
`2.232` (по умолчанию) | `scalar`

`Aerodynamic drag coefficient, c` - Перетаскивание
`0.389` (по умолчанию) | `scalar`

`Gravitational acceleration, g` - Гравитация
`9.81` (по умолчанию) | `scalar`

`Initial position, x_o` - Положение
`0` (по умолчанию) | `scalar`

`Initial velocity, xdot_o` - Скорость
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Документация по блокам силового агрегата

Поддержка

Документация

Общая дорожная нагрузка на кузов транспортного средства

Описание

Динамика

Учет мощности

Порты

Вход

xdot - Продольная скорость транспортного средства scalar

Зависимости

xddot - Продольное ускорение транспортного средства scalar

Зависимости

PwrTot - Тяговая входная мощность scalar

Зависимости

ForceTot - Тяговая входная сила scalar

Зависимости

Grade - Угол уклона дороги scalar

Продукция

Info - Сигнал шины автобус

xdot - Продольная скорость транспортного средства scalar

Зависимости

ForceTot - Тяговая входная сила scalar

Зависимости

Параметры

Input Mode - Укажите режим ввода Kinematic (по умолчанию) | Force | Power

Зависимости

Mass - Масса кузова транспортного средства 1200 (по умолчанию) | scalar

Rolling resistance coefficient, a - Прокатка 196 (по умолчанию) | scalar

Rolling and driveline resistance coefficient, b - Качение и трансмиссия 2.232 (по умолчанию) | scalar

Aerodynamic drag coefficient, c - Перетаскивание 0.389 (по умолчанию) | scalar

Gravitational acceleration, g - Гравитация 9.81 (по умолчанию) | scalar

Initial position, x_o - Положение 0 (по умолчанию) | scalar

Initial velocity, xdot_o - Скорость 0 (по умолчанию) | scalar

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Документация по блокам силового агрегата

Поддержка

`xdot` - Продольная скорость транспортного средства
`scalar`

`xddot` - Продольное ускорение транспортного средства
`scalar`

`PwrTot` - Тяговая входная мощность
`scalar`

`ForceTot` - Тяговая входная сила
`scalar`

`Grade` - Угол уклона дороги
`scalar`

`Info` - Сигнал шины
автобус

`xdot` - Продольная скорость транспортного средства
`scalar`

`ForceTot` - Тяговая входная сила
`scalar`

`Input Mode` - Укажите режим ввода
`Kinematic` (по умолчанию) | `Force` | `Power`

`Mass` - Масса кузова транспортного средства
`1200` (по умолчанию) | `scalar`

`Rolling resistance coefficient, a` - Прокатка
`196` (по умолчанию) | `scalar`

`Rolling and driveline resistance coefficient, b` - Качение и трансмиссия
`2.232` (по умолчанию) | `scalar`

`Aerodynamic drag coefficient, c` - Перетаскивание
`0.389` (по умолчанию) | `scalar`

`Gravitational acceleration, g` - Гравитация
`9.81` (по умолчанию) | `scalar`

`Initial position, x_o` - Положение
`0` (по умолчанию) | `scalar`

`Initial velocity, xdot_o` - Скорость
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™