Tire (Friction Parameterized)
Шина с трением, параметризованным в терминах статических и кинетических коэффициентов
- Библиотека:
Simscape/Driveline/Шины и автомобили
Описание
Блок Tire (Friction Parameterized) моделирует шину с трением, параметризованным в терминах статических и кинетических коэффициентов. Статический коэффициент трения определяет приложенный крутящий момент, при котором шина теряет тягу и начинает скользить. Коэффициент кинетического трения определяет величину крутящего момента, который шина передает тротуару, когда она начинает скользить. Шина восстанавливает тягу, когда ее относительная скорость над дорожным покрытием падает ниже заданного допуска скорости тяги.
Чтобы увеличить точность модели шины, блок позволяет вам задать такие свойства, как податливость шины, инерция и сопротивление качению. Однако эти свойства увеличивают сложность модели шины и могут замедлить симуляцию. Рассмотрите игнорирование податливости и инерции шин, если симулируете модель в реальном времени или если готовите модель к симуляции оборудования в цикле (HIL).
Модель тягового состояния этого блока основана на модели тягового состояния Fundamental Friction Clutch блока. Для получения дополнительной информации о модели состояния см. «Состояния сцепления».
Порты
Вход
N - Нормальная сила
физический сигнал
Входной порт физического сигнала сопоставлен с нормальной силой, действующей на шину. Нормальная сила положительная, если она действует вниз на шину, прижимая ее к дорожному покрытию.
M - Коэффициенты трения
вектор | физического сигнала | [μs, μk]
Входной порт физического сигнала сопоставлен со статическим (μs) и кинетическим (μk) коэффициентами трения. Предоставьте коэффициенты трения в виде двухэлементного вектора, заданные в порядке [μs, μk].
Зависимости
Порт M доступен, только если для параметра Main > Friction model задано значение Physical signal friction coefficients. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости основного параметра».
Выход
S - Скольжение
физический сигнал
Выходной порт физического сигнала сопоставлен с относительным скольжением между шиной и дорогой.
Сохранение
A - Ось
механический вращательный
Механический порт вращения сопоставлен с осью, на которой находится шина.
H - Концентратор
механический поступательный
Механический порт, сопоставленный со ступицей колеса, которая передает тягу, создаваемую шиной, оставшейся части транспортного средства.
Параметры
Главный
Задайте характеристики шины, такие как радиус качения или статический коэффициент трения. Таблица показывает, как видимость некоторых параметров Main зависит от опций, которые вы выбираете для других параметров. Чтобы узнать, как считать таблицу, см. «Параметры».
Зависимости основного параметра
| Main | ||
|---|---|---|
Радиус качения | ||
Модель трения - Выбор | ||
| Фиксированный кинетический коэффициент трения | Таблица интерполяционный кинетический коэффициент трения | Коэффициенты трения физического сигнала - Предоставляет входной порт физического сигнала M для предоставления статического (μs) и кинетического (μk) коэффициентов трения блоку как массиву из двух элементов в порядке [μs, μk]. |
Статический коэффициент трения | ||
Коэффициент кинетического трения | Вектор скольжения шины | |
Вектор коэффициента кинетического трения | ||
Метод интерполяции | ||
Метод экстраполяции | ||
Rolling radius - Радиус разгруженной шины-колеса
0.3
m (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Расстояние между дорожным покрытием и центром шины.
Friction model - Модель трения
Fixed kinetic friction coefficient (по умолчанию) | Table lookup kinetic friction coefficient | Physical signal friction coefficients
Блок обеспечивает три модели трения. Модель по умолчанию, Fixed kinetic friction coefficient, использует постоянные статические и кинетические коэффициенты трения, которые вы задаете.
Чтобы задать трение с помощью поиска таблицы, установите параметр Friction model равным Table lookup kinetic friction coefficient. В то время как эта модель обрабатывает статический коэффициент как константу, она обрабатывает кинетический коэффициент как константу или функцию скольжения шины. Используйте эту модель для моделирования динамики шин при постоянных условиях дорожного покрытия.
Чтобы смоделировать динамику шин в переменных условиях дорожного покрытия, установите параметр Friction model равным Physical signal friction coefficients. Выбор этой модели открывает входной M физического сигнала. Используйте M порт, чтобы предоставить статический (μs) и кинетический (μk) коэффициенты трения блоку как массив из двух элементов в порядке [μs, μk].
Зависимости
Каждая опция модели трения отображает связанные параметры и скрывает несвязанные параметры. Выбор Physical signal friction coefficients предоставляет входной порт M физического сигнала. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости основного параметра».
Static friction coefficient - Статический коэффициент трения
0.90 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Отношение допустимой продольной силы к нормальной силе, допустимой до начала скольжения шины (μs). Параметр должен быть больше, чем либо кинетический коэффициент трения, либо самое большое значение в векторе кинетического коэффициента трения.
Зависимости
Этот параметр видим, когда параметр Friction model установлен в Fixed kinetic friction coefficient или Table lookup kinetic friction coefficient. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости основного параметра».
Kinetic friction coefficient - Коэффициент кинетического трения
0.70 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Отношение передаваемой продольной силы к нормальной силе, допустимой во время скольжения шины (μk). Коэффициент должен быть больше нуля.
Зависимости
Этот параметр видим, когда параметр Friction model установлен в Fixed kinetic friction coefficient. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости основного параметра».
Tire slip vector - Вектор скольжения шин
[0, .02, .06, .15, .6, 1]
rad/s (по умолчанию) | вектор
Вектор значений скольжения шины, которые соответствуют кинетическим коэффициентам трения в параметре Kinetic friction coefficient vector. Векторы должны быть того же размера. Если параметр Tire slip vector содержит только неотрицательные значения, функция скольжения от трения принимается симметричной относительно оси скольжения.
Зависимости
Этот параметр видим, когда параметр Friction model установлен в Table lookup kinetic friction coefficient. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости основного параметра».
Kinetic friction coefficient vector - Коэффициент кинетического трения
[.89, .88, .8, .75, .7, .7] (по умолчанию) | вектор
Вектор коэффициентов кинетического трения, которые соответствуют значениям скольжения шины, заданным в параметре Tire slip vector. Векторы должны быть того же размера.
Зависимости
Этот параметр видим, когда параметр Friction model установлен в Table lookup kinetic friction coefficient. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости основного параметра».
Interpolation method - Метод интерполяции
Linear (по умолчанию) | Smooth
Метод интерполяции для интерполяционной таблицы, используемый для обработки характеристики скользящего кинетического коэффициента трения шины. Чтобы определить приоритеты эффективности, выберите Linear. Чтобы создать непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка, выберите Smooth.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите PS Lookup Table (1D) блочной страницы с описанием.
Зависимости
Этот параметр видим, когда параметр Friction model установлен в Table lookup kinetic friction coefficient. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости основного параметра».
Extrapolation method - Метод экстраполяции
Linear (по умолчанию) | Nearest | Error
Метод экстраполяции для интерполяционной таблицы, используемый для обработки характеристики скользящего кинетического коэффициента трения шины. Для производства:
А линией , соединяющей соседней значения в области экстраполяции и в контур с областью интерполяции выберите
Linear.Экстраполяция, которая не идет выше высшей точки в данных или ниже самой нижней точки в данных, выберите
Nearest.Ошибка, если входной сигнал находится вне области значений таблицы, выберите
Error. Эта опция гарантирует, что симуляция происходит только, если ваши данные находятся в пределах таблицы области значений.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции см. PS Lookup Table (1D) блочной страницы с описанием.
Зависимости
Этот параметр видим, когда параметр Friction model установлен в Table lookup kinetic friction coefficient. Для получения дополнительной информации см. «Зависимости основного параметра».
Динамика
Таблица показывает, как видимость некоторых параметров зависит от опций, которые вы выбираете для других параметров. Чтобы узнать, как считать таблицу, см. «Параметры».
Таблица зависимостей параметров динамики
| Dynamics | |
|---|---|
Податливость - Выбор | |
| Нет податливости - Подходит для программно-аппаратной симуляции | Задайте жесткость и демпфирование |
Продольная жесткость | |
Продольное демпфирование | |
Инерция - Выбор | |
| Инерция отсутствует | Задайте инерцию и начальную скорость |
Инерция шин | |
Начальная скорость | |
Compliance - Динамическая модель податливости
No compliance - Suitable for HIL simulation (по умолчанию) | Specify stiffness and damping
Модель для динамической податливости шины.
No compliance - Suitable for HIL simulation- Шина моделируется без динамической податливости.Specify stiffness and damping- Шина моделируется как жесткая, демпфированная пружина и деформируется под нагрузкой.
Зависимости
Выбор Specify stiffness and damping способ параметризации, выявляет параметры жесткости и демпфирования. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу зависимостей параметров динамики.
Longitudinal stiffness - Продольная жесткость
1e6
N/m (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Продольная жесткость шины CFx.
Зависимости
Выбор Specify stiffness and damping для параметра Compliance предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу зависимостей параметров динамики.
Longitudinal damping - Продольное демпфирование
1000
N/(m/s) (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Продольная демпфирующая bFx шины.
Зависимости
Выбор Specify stiffness and damping для параметра Compliance предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу зависимостей параметров динамики.
Inertia - Модель инерции
No inertia (по умолчанию) | Specify inertia and initial velocity
Модель инерции вращения шины.
No inertia- Шина моделируется без динамической податливости.Specify inertia and initial velocity- Шина моделируется как жесткая, демпфированная пружина и деформируется под нагрузкой.
Зависимости
Выбор Specify inertia and initial velocity метод параметризации, выявляет параметры инерции и скорости. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу зависимостей параметров динамики.
Tire inertia - Инерция вращения
1
kg*m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Инерция вращения Iw колесо-шины в сборе.
Зависимости
Выбор Specify inertia and initial velocity для параметра Inertia предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу зависимостей параметров динамики.
Initial velocity - Начальная скорость вращения
0
rad/s (по умолчанию) | скаляром
Начальная скорость вращения Ω (0) шины.
Зависимости
Выбор Specify inertia and initial velocity для параметра Inertia предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу зависимостей параметров динамики.
Сопротивление качению
Таблица показывает, как видимость некоторых параметров Rolling Resistance зависит от опций, которые вы выбираете для других параметров. Чтобы узнать, как считать таблицу, см. «Параметры».
Таблица зависимостей параметра сопротивления качению
| Сопротивление качению | ||
|---|---|---|
Сопротивление качению - Выбор | ||
| Прочь | На | |
Модель сопротивления - Выбор | ||
| Коэффициент постоянства | Зависимости от давления и скорости | |
Коэффициент постоянства | Давление в шинах | |
Альфа | ||
Бета | ||
Коэффициент A | ||
Коэффициент B | ||
Коэффициент C | ||
Скоростной порог | ||
Rolling resistance - Опция сопротивления качению
Off (по умолчанию) | On
Опции для моделирования сопротивления качению:
Off- Пренебрегать сопротивлением качению.On- Включить сопротивление качению.
Зависимости
Выбор On выявляет параметры сопротивления качению. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу Зависимостей параметра сопротивления качения.
Resistance model - Модель сопротивления качению
Constant coefficient (по умолчанию) | Pressure and velocity dependent
Модель сопротивления качению шины.
Constant coefficient- Пренебрегать сопротивлением качению.Pressure and velocity dependent- Включить сопротивление качению.
Зависимости
Каждая опция Resistance model отображает связанные параметры. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу Зависимостей параметра сопротивления качения.
Constant coefficient - Константа пропорциональности
0.015 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Коэффициент, который устанавливает пропорциональность между нормальной силой и силой сопротивления качению. Параметр должен быть больше нуля.
Зависимости
Выбор On для параметра Rolling resistance и Constant coefficient для параметра Resistance model предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу Зависимостей параметра сопротивления качения.
Tire pressure - Давление в шинах
250e3
Pa (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Давление надувания шины. Параметр должен быть больше нуля.
Зависимости
Выбор On для параметра Rolling resistance и Pressure and velocity dependent для параметра Resistance model предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу Зависимостей параметра сопротивления качения.
Alpha - Экспонента уравнения давления в шине
-0.003 (по умолчанию) | скаляром
Экспонента давления в шине в уравнении модели. См. Таблицу Зависимостей параметров сопротивления качению.
Зависимости
Выбор On для параметра Rolling resistance и Pressure and velocity dependent для параметра Resistance model предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу Зависимостей параметра сопротивления качения.
Beta - экспонента уравнения нормальной силы
0.97 (по умолчанию) | скаляром
Экспонента уравнения модели нормальной силы. См. Таблицу Зависимостей параметров сопротивления качению.
Зависимости
Выбор On для параметра Rolling resistance и Pressure and velocity dependent для параметра Resistance model предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу Зависимостей параметра сопротивления качения.
Coefficient A - Независимая от скорости составляющая силы A
84e-4 (по умолчанию)
Независимая от скорости силовой компонент в уравнении модели. Параметр должен быть больше нуля.
Зависимости
Выбор On для параметра Rolling resistance и Pressure and velocity dependent для параметра Resistance model предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу Зависимостей параметра сопротивления качения.
Coefficient B - Зависимая от скорости составляющая силы B
6.2e-4
s/m (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Зависимая от скорости силовой компонент в уравнении модели. Параметр должен быть больше нуля.
Зависимости
Выбор On для параметра Rolling resistance и Pressure and velocity dependent для параметра Resistance model предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу Зависимостей параметра сопротивления качения.
Coefficient C - Зависимая от скорости составляющая силы C
1.6e-4
s^2/m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Компонент силы, который зависит от квадрата члена скорости в уравнении модели. Параметр должен быть больше нуля.
Зависимости
Выбор On для параметра Rolling resistance и Pressure and velocity dependent для параметра Resistance model предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Таблицу Зависимостей параметра сопротивления качения.
Velocity threshold - Порог скорости ступицы колеса для математической модели скольжения
0.001
m/s (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Скорость, при которой полная сила сопротивления качению передается на ступицу качения. Параметр гарантирует, что сила остается непрерывной во время изменения направления скорости, что увеличивает числовую стабильность симуляции. Параметр должен быть больше нуля.
Зависимости
Выбор On для параметра Rolling resistance предоставляет этот параметр. Для получения дополнительной информации смотрите Зависимости параметра сопротивления качения.
Расширенный
Используйте вкладку Advanced, чтобы задать параметры, которые конечный автомат использует для определения модели шины.
Traction velocity tolerance - допуск скорости тяги
0.01
m/s (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Величина относительной скорости между шиной и землей, при которой шина восстанавливает тягу. Установка этого значения слишком низко препятствует переходу шины в состояние, в котором она имеет тягу. Установка его слишком высоким может привести к внезапному изменению скорости шины, когда шина усиливает тягу, и может привести к нестабильной симуляции. Параметр должен быть больше нуля.
Engagement threshold force - Пороговая сила зацепления
10
N (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Значения нормальной силы ниже Engagement threshold force не применяются к шине. Установка этого значения слишком низко может привести к тому, что шина быстро усилится и потеряет тягу. Установка этого значения слишком высокой может привести к нереально низким статическим и динамическим силам трения. Параметр должен быть больше нуля.
Initial traction state - Начальное тяговое состояние
Tire is initially slipping (по умолчанию) | Tire is initially in traction
Опция включения шины в тягу или скольжение в начале симуляции.
Подробнее о
Симуляция в реальном времени и цикл
Для оптимальной эффективности симуляции установите параметр Dynamics > Compliance равным No compliance - Suitable for HIL simulation.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®
.См. также
Fundamental Friction Clutch | Tire (Magic Formula) | Tire (Simple) | Tire-Road Interaction (Magic Formula)