Vehicle Body 1DOF Longitudinal

Двухосное транспортное средство в движении вперед и назад

  • Библиотека:
  • Блок-набор силовых агрегатов/динамика автомобиля

    Динамика автомобиля транспортное средство

  • Vehicle Body 1DOF Longitudinal block

Описание

Блок Vehicle Body 1DOF Longitudinal реализует твердый корпус транспортного средства с одной степенью свободы (1DOF) с постоянной массой, подвергающейся продольному (то есть прямому и реверсивному) движению. Используйте блок:

  • В исследованиях экономии электроэнергии и топлива для представления инерционных нагрузок транспортного средства и сопротивления, когда передача веса от вертикальных и наклонных движений незначительны.

  • Для определения крутящего момента и степени двигателя, необходимой транспортному средству для следования заданному циклу привода.

Можно выбрать опции блока, чтобы создать входные порты для внешних сил, моментов, температуры воздуха и скорости ветра.

Настройка опций блоков

External Input Ports

Описание

External forces

FExt

Внешняя сила, приложенная к CG транспортного средства в неподвижной системе координат транспортного средства.

External moments

MExt

Внешний момент на CG транспортного средства в неподвижной системе координат транспортного средства.

Air temperature

AirTemp

Температура окружающего воздуха. Рассмотрите эту опцию, если вы хотите изменить температуру во время выполнения.

Wind X,Y,Z

WindXYZ

Скорость ветра вдоль фиксированных по земле осей X -, Y - и Z.

Если вы не выбираете эту опцию, блок реализует входной порт WindX - Продольная скорость ветра вдоль фиксированной по земле оси X.

Модель кузова транспортного средства

Оси транспортного средства параллельны и образуют плоскость. Продольное направление лежит в этой плоскости и перпендикулярно осям. Если транспортное средство двигается по наклонному склону, нормальное направление не параллельно гравитации, но всегда перпендикулярно продольной плоскости оси.

Блок использует чистый эффект всех сил и крутящих моментов, действующих на него, чтобы определить движение транспортного средства. Продольные усилия шин толкают транспортное средство вперед или назад. Вес транспортного средства действует через центр тяжести (CG). Угол уклона изменяет направление разрешенной гравитационной силы, действующей на CG транспортного средства. Аналогично, блок устраняет сопротивление аэродинамической силы сопротивления на транспортном средстве CM.

Vehicle free body force diagram showing forces acting on CM and tires

Блок Vehicle Body 1DOF Longitudinal реализует эти уравнения.

Fb=mx¨Fb=FxF+FxRFd,x+Fext,xmgsinγ

Нулевое нормальное ускорение и крутящий момент нулевого тангажа определяют нормальную силу на каждой передней и задней осях.

FzF=Mext,yMd,y+  b(Fd,z+Fext,z+ mgcosγ)h(Fext,x+Fd,x+ mgsinγ+mx¨)NF(a+b) FzR=Mext,y+Md,y+ a(Fd,z+Fext,z+ mgcosγ)+h(Fext,x+Fd,x+ mgsinγ+mx¨)NR(a+b)

Нормальные силы колеса удовлетворяют этому уравнению.

NFFzF+NRFzRFext,z=mgcosγ

Силы ветра и сопротивления

Блок вычитает скорости ветра из компонентов скорости транспортного средства, чтобы получить чистую относительную воздушную скорость. Чтобы вычислить силу сопротивления и моменты, действующие на транспортное средство, блок использует чистую относительную воздушную скорость.

Fd,x=12TRCdAfPabs(x˙wx)2Fd,z=12TRClAfPabs(x˙wx)2Md,y=12TRCpmAfPabs(x˙wx)2(a+b)

По умолчанию, чтобы вычислить скорость ветра вдоль фиксированной по оси X машины, блок использует продольную скорость ветра вдоль фиксированной по земле оси X. Если вы выбираете WindX,Y,Z, блок использует скорость ветра вдоль фиксированных по земле осей X-, Y-, Z.

Учет степени

Для учета степени, блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины ОписаниеУравнения

PwrInfo

PwrTrnsfrd - Степень между блоками

  • Положительные сигналы указывают на поток в блок

  • Отрицательные сигналы указывают на выход из блока

PwrFxExt

Внешне приложенная степень

PFxExt=FxExtx˙

PwrFwFx

Продольная сила степени приложенная к передней оси

PFwFx=FwFx˙

PwrFwRx

Продольная сила степени приложенная к задней оси

PFwRx=FwRx˙

PwrNotTrnsfrd - Степень через контур блока, но не переданный

  • Положительные сигналы указывают на вход

  • Отрицательные сигналы указывают на потерю

PwrFxDrag

Перетащите мышью степени

Pd=0.5CdAfPabs(x˙2wx)2287.058Tx˙

PwrStored - Сохраненная скорость изменения энергии

  • Положительные сигналы указывают на увеличение

  • Отрицательные сигналы указывают на уменьшение

wrStoredGrvty

Изменение скорости в гравитационной потенциальной энергии

Pg=mgZ˙

PwrStoredxdot

Скорость изменения продольной кинетической энергии

Px˙=mx¨x˙

В уравнениях используются эти переменные.

Fxf, Fxr

Продольные силы на каждом колесе в передней и задней точках контакта с землей, соответственно

Fzf, FzrНормальные силы нагрузки на каждое колесо в передней и задней точках контакта с землей, соответственно
FwF, FwR

Продольная сила на передней и задней осях вдоль фиксированной оси X автомобиля

FxExt, FwR

Внешняя сила вдоль фиксированной оси X автомобиля

Fd,x, Fd,z

Продольная и нормальная сила сопротивления на транспортном средстве CG

Md,y

Крутящий момент из-за перетаскивания транспортного средства вокруг фиксированной по оси Y автомобиля

Fd

Аэродинамическая сила сопротивления

VxСкорость транспортного средства. Когда Vx > 0, транспортное средство движется вперед. Когда Vx < 0, транспортное средство движется назад.
Nf, Nr

Количество колес на передней и задней осях, соответственно

γ

Угол уклона дороги

m

Масса кузова транспортного средства

a, b

Расстояние между передней и задней осями, соответственно, от точки нормальной проекции CG транспортного средства до плоскости общей оси

h

Высота CG транспортного средства над плоскостью оси

Cd

Коэффициент лобового сопротивления воздуха

Af

Фронтальная область

PabsАбсолютное давление
ρ

Массовая плотность воздуха

x, x˙, x¨

Продольное положение, скорость и ускорение транспортного средства вдоль фиксированной оси X

wx

Скорость ветра вдоль фиксированной оси X автомобиля

Z˙

Вертикальная скорость транспортного средства вдоль фиксированной оси Z

Ограничения

Блок Vehicle Body 1DOF Longitudinal позволяет моделировать только продольную динамику, параллельную земле и ориентированную вдоль направления движения. Транспортное средство принято в тангаже и нормальном равновесии. Блок не моделирует тангаж или вертикальное движение. Чтобы смоделировать транспортное средство с тремя степенями свободы (DOF), используйте Vehicle Body 3DOF Longitudinal.

Порты

Вход

расширить все

Внешние силы, приложенные к транспортному средству CG, Fxext, Fyext, Fzext, в фиксированных системах координат автомобиля, в N. Векторные размерности сигнала [1x3] или [3x1].

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите External forces.

Внешний момент о CG транспортного средства, Mx, My, Mz, в неподвижной системе координат транспортного средства, в Н· м. Размерности вектора сигнала [1x3] или [3x1].

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите External moments.

Продольная сила на передней оси, Fxf, вдоль неподвижного x автомобиля-ось, в Н.

Продольная сила на задней оси, FwR, вдоль неподвижного x автомобиля-ось, в Н.

Угол уклона дороги, γ, в град.

Продольная скорость ветра, Ww, вдоль фиксированной земли X-ось, в м/с.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, очистите Wind X,Y,Z components.

Скорость ветра, Ww, WwY, WwZ по инерционным осям X-, Y- и Z, в м/с. Размерности вектора сигнала [1x3] или [3x1].

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Wind X,Y,Z components.

Температура окружающего воздуха, Tair, в К. Принимая во внимание эту опцию, если вы хотите изменить температуру во время пробега.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Air temperature.

Выход

расширить все

Сигнал шины, содержащий эти блоки значения.

СигналОписаниеЗначениеМодули
InertFrmCgDispXПеремещение CG транспортного средства вдоль фиксированного X- ось

Вычисленный

m
YПеремещение CG транспортного средства вдоль фиксированного Y- ось0

m

ZПеремещение CG транспортного средства вдоль фиксированного Z- ось

Вычисленный

m
VelXdotСкорость CG транспортного средства вдоль фиксированного X- ось

Вычисленный

м/с

YdotСкорость CG транспортного средства вдоль фиксированного Y- ось0м/с
ZdotСкорость CG транспортного средства вдоль фиксированного Z- ось

Вычисленный

м/с
AngphiВращение неподвижной системы координат автомобиля вокруг неподвижной X-ось (крен)0рад
thetaВращение неподвижной системы координат автомобиля вокруг неподвижной Y-ось (тангаж)

Вычисленный (вход - угол уклона)

рад
psiВращение неподвижной системы координат автомобиля вокруг неподвижной Z-ось (yaw)0рад
FrntAxlDispXПеремещение передней оси вдоль неподвижного X- ось

Вычисленный

m
YПеремещение передней оси вдоль неподвижного Y- ось0m
ZПеремещение передней оси вдоль неподвижного Z- ось

Вычисленный

m
VelXdotСкорость передней оси вдоль неподвижного X- ось

Вычисленный

м/с
YdotСкорость передней оси вдоль неподвижного Y- ось0м/с
ZdotСкорость передней оси вдоль неподвижного Z- ось

Вычисленный

м/с
RearAxlDispXПеремещение заднего моста вдоль неподвижного X- ось

Вычисленный

m
YПеремещение заднего моста вдоль неподвижного Y- ось0m
ZПеремещение заднего моста вдоль неподвижного Z- ось

Вычисленный

m
VelXdotСкорость заднего моста вдоль неподвижного X- ось

Вычисленный

м/с
YdotСкорость заднего моста вдоль неподвижного Y- ось0м/с
ZdotСкорость заднего моста вдоль неподвижного Z- ось

Вычисленный

м/с
BdyFrmCgDispxПеремещение CG транспортного средства вдоль неподвижного x- ось

Вычисленный

m
yПеремещение CG транспортного средства вдоль неподвижного y- ось0m
zПеремещение CG транспортного средства вдоль неподвижного z- ось0m
VelxdotСкорость CG транспортного средства вдоль фиксированного x- ось

Вычисленный

м/с
ydotСкорость CG транспортного средства вдоль фиксированного y- ось0м/с
zdotСкорость CG транспортного средства вдоль фиксированного z- ось0м/с
AngVelpСкорость вращения транспортного средства вокруг неподвижного x-ось (скорость крена)0рад/с
qСкорость вращения транспортного средства вокруг фиксированной по оси Y машины (скорость тангажа)0рад/с
rСкорость вращения транспортного средства вокруг фиксированной оси Z автомобиля (скорость рыскания)0рад/с
AccelaxУскорение CG транспортного средства вдоль неподвижного x- ось

Вычисленный

gn
ayУскорение CG транспортного средства вдоль неподвижного y- ось0gn
azУскорение CG транспортного средства вдоль неподвижного z- ось0gn
ForcesBodyFxСила сетки на транспортном средстве CG вдоль неподвижного x транспортного средства- ось0N
FyСила сетки на транспортном средстве CG вдоль неподвижного y транспортного средства- ось0N
FzСила сетки на транспортном средстве CG вдоль неподвижного z транспортного средства- ось0N
ExtFxВнешняя сила на транспортное средство CG вдоль неподвижного x автомобиля- осьComputedN
FyВнешняя сила на транспортное средство CG вдоль неподвижного y автомобиля- осьComputedN
FzВнешняя сила на транспортное средство CG вдоль неподвижного z автомобиля- осьComputedN
FrntAxlFx

Продольная сила на передней оси, вдоль неподвижного x автомобиля- ось

0N
Fy

Боковая сила на передней оси, вдоль неподвижного y автомобиля- ось

0N
Fz

Нормальное усилие на передней оси, вдоль неподвижного z автомобиля- ось

ВычисленныйN
RearAxlFx

Продольная сила на задней оси, вдоль неподвижного x- ось

0N
Fy

Боковое усилие на задней оси, вдоль неподвижного y автомобиля- ось

0N
Fz

Нормальное усилие на задней оси, вдоль неподвижного z автомобиля- ось

ВычисленныйN
TiresFrntTireFx

Сила передней шины, вдоль неподвижного x автомобиля- ось

0N
Fy

Сила передней шины, вдоль неподвижного y автомобиля- ось

0N
Fz

Сила передней шины, вдоль неподвижного z автомобиля- ось

ВычисленныйN
RearTireFx

Сила задней шины, вдоль неподвижного x автомобиля- ось

0N
Fy

Сила задней шины, вдоль неподвижного y автомобиля- ось

0N
Fz

Сила задней шины, вдоль неподвижного z автомобиля- ось

ВычисленныйN
DragFxПеретащите силу на CG транспортного средства вдоль фиксированного x автомобиля- ось

Вычисленный

N
FyПеретащите силу на CG транспортного средства вдоль фиксированного y автомобиля- ось

Вычисленный

N
FzПеретащите силу на CG транспортного средства вдоль фиксированного z автомобиля- ось

Вычисленный

N
GrvtyFxСила тяжести на транспортном средстве CG вдоль неподвижного x- ось

Вычисленный

N
FyСила тяжести на транспортном средстве CG вдоль неподвижного y- ось0N
FzСила тяжести на транспортном средстве CG вдоль неподвижного z- ось

Вычисленный

N
MomentsBodyMxЧистый момент на транспортном средстве CG о неподвижном x- ось0Н· м
MyЧистый момент на транспортном средстве CG о неподвижном y- ось0Н· м
MzЧистый момент на транспортном средстве CG о неподвижном z- ось0Н· м
DragMxПеретащите момент на CG транспортного средства вокруг фиксированного x автомобиля- ось

Вычисленный

Н· м
MyПеретащите момент на CG транспортного средства вокруг фиксированного y автомобиля- ось

Вычисленный

Н· м
MzПеретащите момент на CG транспортного средства вокруг фиксированного z автомобиля- ось

Вычисленный

Н· м
ExtFxВнешний момент на CG транспортного средства о неподвижном x- осьComputedН· м
FyВнешний момент на CG транспортного средства о неподвижном y- осьComputedН· м
FzВнешний момент на CG транспортного средства о неподвижном z- осьComputedН· м
FrntAxlDispxПеремещение передней оси вдоль неподвижного x автомобиля- ось

Вычисленный

m
yПеремещение передней оси вдоль неподвижного y автомобиля- ось0m
zПеремещение передней оси вдоль неподвижного z автомобиля- ось

Вычисленный

m
VelxdotСкорость передней оси вдоль неподвижного x автомобиля- ось

Вычисленный

м/с
ydotСкорость передней оси вдоль неподвижного y автомобиля- ось0м/с
zdotСкорость передней оси вдоль неподвижного z автомобиля- ось

Вычисленный

м/с
SteerWhlAngFL

Угол поворота руля переднего левого колеса

Вычисленный

рад
WhlAngFR

Угол поворота руля переднего правого колеса

Вычисленный

рад
RearAxlDispxПеремещение заднего моста вдоль неподвижного x автомобиля- ось

Вычисленный

m
yПеремещение заднего моста вдоль неподвижного y автомобиля- ось0m
zПеремещение заднего моста вдоль неподвижного z автомобиля- ось

Вычисленный

m
VelxdotСкорость заднего моста вдоль неподвижного x автомобиля- ось

Вычисленный

м/с
ydotСкорость заднего моста вдоль неподвижного y автомобиля- ось0м/с
zdotСкорость заднего моста вдоль неподвижного z автомобиля- ось

Вычисленный

м/с
SteerWhlAngRL

Угол поворота заднего левого колеса

Вычисленный

рад
WhlAngRR

Угол поворота заднего правого колеса

Вычисленный

рад
PwrPwrExtПриложенная внешняя степень

Вычисленный

W
DragПотеря степени из-за сопротивления

Вычисленный

W
PwrInfo

PwrTrnsfrd

PwrFxExt

Внешне приложенная степень

Вычисленный

W

PwrFwFx

Продольная сила степени приложенная к передней осиВычисленныйW

PwrFwRx

Продольная сила степени приложенная к задней осиВычисленныйW

PwrNotTrnsfrd

PwrFxDrag

Перетащите мышью степени

ВычисленныйW

PwrStored

wrStoredGrvty

Изменение скорости в гравитационной потенциальной энергииВычисленныйW

PwrStoredxdot

Скорость изменения продольной кинетической энергииВычисленныйW

Транспортное средство продольная скорость тела вдоль неподвижной системы координат X-ось, в м/с.

Нормальная сила нагрузки на переднюю ось, Fzf, вдоль неподвижного z автомобиля-ось, в Н.

Нормальное усилие на задней оси, Fzr, вдоль неподвижного z автомобиля-ось, в Н.

Параметры

расширить все

Опции

Задайте, чтобы создать входной порт FExt.

Задайте, чтобы создать входной порт MExt.

Задайте, чтобы создать входной порт AirTemp.

Задайте, чтобы создать входной порт WindXYZ.

Продольный

Количество колес на передней оси, NF. Значение безразмерно.

Количество колес на задней оси, NR. Значение безразмерно.

Масса транспортного средства, M, в кг.

Расстояние по горизонтали a от CG транспортного средства до оси переднего колеса, в м.

Расстояние по горизонтали b от CG транспортного средства до оси заднего колеса, в м.

Высота КР транспортного средства над землей, h, в м.

Коэффициент сопротивления воздуха, Cd. Значение безразмерно.

Коэффициент подъема воздуха, Cl. Значение безразмерно.

Коэффициент момента перетаскивания тангажа, Cpm. Значение безразмерно.

Эффективная площадь поперечного сечения транспортного средства, A, для вычисления аэродинамической силы сопротивления на транспортном средстве, в м2.

Транспортное средство продольное начальное положение кузова вдоль неподвижного x автомобиля-ось, xo, в м.

Транспортное средство продольная начальная скорость корпуса вдоль неподвижного x автомобиля-ось, x˙0, в м/с.

Окружение

Абсолютное давление воздуха окружающей среды, Pabs, в Па.

Температура окружающего воздуха, Tair, в К.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите Air temperature.

Ускорение свободного падения, g, в м/с2.

Расширенные возможности

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

.
Введенный в R2017a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте