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自动变速器运行模拟

在本示例中，我们将根据速度自动换挡的原理，研究 Chart 工具及其实现的有限自动机逻辑。

在简化的层面上，我们将考虑使用状态和使用转换节点这两种算法在操作上的差异。

在演示开始时，我们将声明一个辅助函数来运行模型，然后对实现的算法进行分析。

In [ ]: 
# Подключение вспомогательной функции запуска модели.
function run_model( name_model)
    
    Path = (@__DIR__) * "/" * name_model * ".engee"
    
    if name_model in [m.name for m in engee.get_all_models()] # Проверка условия загрузки модели в ядро
        model = engee.open( name_model ) # Открыть модель
        model_output = engee.run( model, verbose=true ); # Запустить модель
    else
        model = engee.load( Path, force=true ) # Загрузить модель
        model_output = engee.run( model, verbose=true ); # Запустить модель
        engee.close( name_model, force=true ); # Закрыть модель
    end
    sleep(5)
    return model_output
end
Out[0]:
run_model (generic function with 1 method)

在顶层，模型包含两种换挡算法。两个图表的输入完全相同。表格指定了升档或降档的速度阈值，以及正弦波给出的当前速度值本身。

image.png

接下来让我们逐一查看每个图表。最上面的图块使用节点逻辑，并根据车速产生一个 +-1 的换档参数，从而可以执行加档或减档操作，并将其存储在循环中。在这两种情况下，初始档位值都是 1。

image.png

在第二种情况下，根据速度的不同，我们在不同的状态之间切换，在这些状态下，我们会设置一个合适的齿轮来匹配输入速度模式。

image.png

现在让我们运行模型本身，分析记录的数值。

In [ ]: 
run_model("car") # Запуск модели.

Building...
Progress 0%
Progress 0%
Progress 26%
Progress 100%
Progress 100%
Out[0]:
SimulationResult(
    "GearChart.gear" => WorkspaceArray{Float64}("car/GearChart.gear")
,
    "ShiftChart.shift" => WorkspaceArray{Float64}("car/ShiftChart.shift")
,
    "Bias.1" => WorkspaceArray{Float64}("car/Bias.1")
,
    "gear" => WorkspaceArray{Float64}("car/gear")

)

从 simout 读取记录数据。 在这种情况下

v 是车辆的速度；

shift - 使用节点实现的变速箱算法的换挡参数；

gear_node - 使用节点的 Chart 的档位值；

gear_state - 使用状态的图表的齿轮值。

In [ ]: 
v = simout["car/Bias.1"];
v = collect(v);
shift = simout["car/ShiftChart.shift"];
shift = collect(shift);
gear_node = simout["car/gear"];
gear_node = collect(gear_node);
gear_state = simout["car/GearChart.gear"];
gear_state = collect(gear_state);

现在，让我们对获得的数据进行分析。让我们从速度开始。从下图中我们可以看到，速度被设置为 0 至 120 范围内的正弦波。速度的初始值并非零。设置该值的目的是为了展示使用节点和状态的算法之间的差异。

In [ ]: 
plot(v.time, v.value)
Out[0]:

接下来，让我们分析使用节点的系统。我们可以看到，该系统第一步的初始值不是第一次传输，而是第二次传输。这是因为节点立即报告了计数器的增量。

In [ ]: 
plot(gear_node.time, gear_node.value)
plot!(shift.time, shift.value)
Out[0]:

现在让我们来看看基于状态实现的系统。初始传输值为 1。这是因为在状态情况下，如果没有初始化逻辑，我们将从输入状态开始，然后每个时钟最多经历一个状态。

In [ ]: 
plot(gear_state.time, gear_state.value)
Out[0]:

现在让我们比较一下不同变速箱模拟系统计算出的数值。从下面的结果中我们可以看到，前两个时钟周期是不同的。这是由于上述逻辑处理的特殊性造成的。

In [ ]: 
difference = gear_state.value-gear_node.value;
print("Различие в логике переключения передач: "*string(difference[1:3]))

Различие в логике переключения передач: [-1.0, -1.0, 0.0]

结论

在本演示中，我们分析了节点和状态的逻辑差异。通过这个示例，我们可以直观地了解如何处理使用图表块实现的不同算法。

示例中使用的块