MATLAB/Simulink软件仿真中的车辆模型

对于对网上讨论的关于MATLAB/Simulink软件仿真中的车辆模型和汽车simulink模型这样的的热门话题,大家是怎么看呢,接下来小编为大家详细讲解


上一篇文章简单介绍了新能源汽车控制策略仿真的基本内容,主要由驾驶员模型、控制策略、车辆模型三部分组成,如下图所示。今天我们详细介绍车辆模型的第三部分,也是最复杂的部分。


车型需求分析


车辆模型实际上是对整个车辆的抽象,并构建用于仿真研究或控制开发的数学模型。广义的汽车模型必须包括横向、纵向、横向三个方向的动态模型,是一个非常复杂的系统。通常,根据实际研究需要,建立一个方向或两个方向的动态模型。新建的增程式电动汽车软件仿真主要用于验证与车辆能量管理相关的控制策略,只需要与驱动和制动、增程器、电池等部件相关的车辆纵向动力学模型。


1.增程器型号要求


增程器主要包括发动机和发电机,它们通常直接连接在一起形成提供电能的增程器。在发动机启动过程中,交流发电机产生正扭矩,将发动机拉至点火转速,发动机自行点火并启动。当发动机启动成功时,发动机产生正扭矩,发电机产生负扭矩进行供电,同时保持发动机转速恒定;在发动机停车过程中,发动机和发电机停止输出输出,发动机转速因发动机摩擦而降低。根据动作的不同,它会慢慢降至0。


输入增程器型号


发动机扭矩请求


发电机扭矩请求


高电压电池电压。


范围扩展模型输出;


发电机的充放电电流充电时为负,放电时为正。


建立物理关系模型


发动机实际扭矩=MAP1


发电机实际扭矩=MAP2发电机扭矩请求率


发动机转速由增程系统的动态特性决定(TENG+TGM=JENg+JGMdw/dt)。


发电机充放电电流通过节电计算,充电时TGMWGM=UBATTIGM,放电时TGMWGM/=UBATTIGM。


2.纵向动力学模型要求


增程式电动汽车的纵向动力学模型与纯电动汽车相同,由电机、主减速器、轮胎和车身组成。电机扭矩从主减速器传递到轮端,最终驱动轮为整个车辆提供驱动力,让车辆在克服风阻、坡度阻力等阻力后加速或减速。


纵向动力学模型输入


电机扭矩请求


高电压电池电压。


纵向动力学模型输出


速度


电机充放电电流


模拟物理关系


电机实际扭矩=MAP3发电机扭矩请求比


以省电方式计算电机放电电流。充电时,TEMWEM=UBATTIEM,放电时,TEMWEM/=UBATTIEM。


车辆速度由车辆纵向动力学决定,FDRV-Fw-Fi=mdv/dt。


3、电池型号要求


这里的重点是电池SOC和电压变化,忽略温度的影响。


输入电池型号


电机充放电电流


发电机充放电电流


电池模型输出


电池电量


电池电压


模拟物理关系


电池SOC使用电荷守恒定律计算。SOCACT=SOCINT+-IEM-IGMdt


电池电压由基尔霍夫电压定律决定,VBATT=VOCV-IEM+IGMR。


车辆模型Simulink实现


基于上述模型中的物理关系,我们使用Simulink物理建模方法构建模型的下一部分。


1.实施范围扩展模式


全增程器模型如下,发电机与发动机机械连接,响应控制器的扭矩请求,输出发动机转速、燃油消耗和发电机充放电电流。


发电机子模块如下,主要根据发电机外特性MAP和效率MAP进行相关计算,忽略发电机扭矩响应的延迟。


发动机子模块如下,主要根据发动机扭矩MAP和油耗MAP进行相关计算,忽略扭矩响应延迟。


2.纵向动力学模型的实现


纵向动力学模型如下,电机机械连接到车辆模型,响应控制器的扭矩请求输出车速和电机充电/放电电流。


电机子模块如下,主要根据发电机的外特性MAP和效率MAP进行相关计算,忽略电机的扭矩响应延迟。


车辆模型如下,包括主减速器、车轮、车身等部件,必须定义传动比、车重、载荷分布、风阻、坡度等相关参数。


3.电池模型实现


电池型号如下这里,我们主要观察SOC和电压的变化,将发电机和电机的充放电电流进行积分,然后轻松计算出当前的SOC大小。


4.车辆型号


将上述增程器模型、纵向动力学模型和电池模型结合起来,我们可以得到如下图所示的初步车辆模型。输入信号主要是控制器对三个动力部件的扭矩请求,输出信号包括车速、电池SOC、发动机转速和发动机油耗。


以上是增程式电动汽车Simulink软件仿真的车辆模型内容。由于篇幅有限,车辆模型的验证将在下一篇仿真的整体调试中介绍。


Simulink模型由什么组成?构建Simulink模型的最基本单元是称为“模块”的块,每个模型都由许多模块和子模块组成。


1基础模块,通常Simulink库中的模块称为“基础模块”。


2.虚拟和非虚拟模块


Simulink根据仿真特性将模块的属性分为两类虚拟模块和非虚拟模块。在建模过程中,我们必须仔细区分这两类模块非虚拟模块在仿真过程中发挥真正的作用。编辑、添加或删除这些都会影响模型的运行并改变模型。的结果。


如何导入carsim和simulink文件?首先需要创建数据,创建数据后有两种方法将其连接到Simulink。


一种是将数据加载到matlab空间中,另一种是将数据保存为mat文件。然后将simulink的源模块组中的工作区或mat文件添加到simulink模型中,然后设置采样时间进行仿真。


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