AnyMath 文档

纵向车辆

一个抽象的车辆与完美的刹车和轮胎.

模块类型: Engee1DMechanical.Vehicles.Longitudinal

longitudinal vehicle

库中的路径:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Tires & Vehicles/Longitudinal Vehicle

资料描述

座 纵向车辆 它是一种受纵向运动限制的抽象车辆。 您可以参数化任何车辆或选择预定义的参数化。 单位包括可选的防滑轮胎和完善的刹车。

该块可以用作块的更简单的替代 车辆车身. 座 纵向车辆 它需要较少的参数化信息，更适合早期设计阶段。

以下变量用于块方程:

  • -参数 车辆质量 .

  • -输出口的纵向速度*VehSpd*。

  • -纵向力的总和。

  • -轮胎的半径，相当于参数 轮胎滚动半径 .

  • , 和 -分别为车辆的驱动力、制动力和抵抗车辆运动的力。 在功率平衡方程 和 它们抵消车辆的运动。

  • -轴上的扭矩。

  • -通过*Brake*端口的输入制动力。

  • -轴的旋转速度。

  • -调节块抑制力的速度范围的任意常数 .

  • -轮胎的滚动阻力。

  • -空气阻力。

  • -通过港口的道路的斜坡角度*角度*，NG*或*PG。

  • -调节块抑制力的速度范围的任意常数 和 .

参数化

对于所有参数设置 参数化类型 单元计算纵向车辆的速度方程为

哪里

和

块认为运动方向在力平衡方程中是正的。 该块使用以下替换解决此方程:

您可以为参数设置 参数化类型 意义 道路载荷 或 常规参数集 来模拟任意车辆。 您还可以选择三个预定义参数化中的一个，这些参数化设置为 典型小型汽车, 典型中型轿车 和 典型大型运动型多用途车.

标准参数集

如果为参数 参数化类型 值设置 常规参数集，您可以指定参数 轮胎滚动阻力系数 , 空气阻力系数 和 车辆迎风面积 块转换成运动阻力系数。

块计算轮胎的滚动阻力为

哪里 -参数 轮胎滚动阻力系数 .

单元计算空气阻力为

哪里 -参数 空气阻力系数 , -参数 车辆迎风面积 在m2中，和 -干燥空气的密度。 该块假定 压力下kg/m3 1 气氛。

抵抗运动_

如果为参数设置 参数化类型 意义 道路载荷 块使用运动阻力的标准模型，并使用公式计算基本物理依赖关系

哪里 , 和 -运动阻力系数。

每个运动阻力系数对应于其自己的测量单位 . 这些系数没有标准单位，但是，在某些文本中可能使用某些单位。 参数化这些系数时选择正确的测量单位。

块使用这些系数来计算基本物理关系中的值，例如

和

这里 -通过 风 端口来的风速。

指定定义的参数化

为参数 参数化类型 可以设置三个预定义值: 典型小型汽车, 典型中型轿车 和 典型大型运动型多用途车. 这些值对应于行业平均值，而不是特定的车辆。 您可以从这些预定义值之一开始，然后通过设置参数来调整它们 参数化类型 意义 道路载荷 或 常规参数集 并使用表格中的相关信息。

常规参数集
参数化类型 车辆质量 轮胎滚动半径 轮胎滚动阻力系数 空气阻力系数 车辆迎风面积

典型小型汽车

1100 公斤

0.3 m

0.013

0.3

0.9*1.65*1.45 = 2.153 m2

典型中型轿车

1800 公斤

0.3 m

0.0136

0.31

0.9*1.75*1.5 = 2.36 m2

典型大型运动型多用途车

2600 公斤

0.4 m

0.014

0.36

0.9*1.88*1.85 = 3.13 m2

请注意，每个预先定义的参数化假设 为抵抗运动的方法。

道路载荷
参数化类型 A B C

典型小型汽车

140.3 N

0 N/(米/秒)

0.3824 N*s2/m2

典型中型轿车

240.1 N

0 N/(米/秒)

0.4336 N*s2/m2

典型大型运动型多用途车

357.1 N

0 N/(米/秒)

0.6671 N*s2/m2

参数的方程 车辆迎风面积 对应于系数 0.9 乘以车辆宽度和高度的乘积。

港口

非定向

# 车轴,车轴 — 车轮旋转
旋转力学

Details

轴连接到轮毂的非定向端口。 将此端口连接到传动系统，例如变速箱。

程序使用名称

axle_flange

输入

# 角度 — 道路斜坡，高兴
标量,标量

Details

与道路坡度相关的物理信号的输入端口为rad。 该值表示道路相对于水平面的倾斜角度。 0 和 100%斜率在 .

依赖关系

要使用此端口，请选中该选项旁边的复选框 显示道路坡度输入端口 ，而对于参数 坡度输入类型 设置值 坡度角.

数据类型

漂浮64
复数支持

非也。

# 风 — 纵向风速，m/s
标量,标量

Details

与纵向风速相关的物理信号的输入端口。 该值是风速的纵向分量，其中正值对应于逆风，负值对应于顺风。

依赖关系

要使用此端口，请选中该选项旁边的复选框 显示港口风速 .

数据类型

漂浮64
复数支持

非也。

# 制动器,制动器 — 纵向制动力，N
标量,标量

Details

制动器连接的物理信号输入端口。 制动端口忽略负值。

依赖关系

要使用此端口，请选中该选项旁边的复选框 显示制动力建模输入端口 .

数据类型

漂浮64
复数支持

非也。

# 吴 — 归一化道路坡度，无量纲
标量,标量

Details

路的归一化斜率相关联的物理信号的输入端口。 路的归一化斜率，等于 1，相当于角度 很高兴。

依赖关系

要使用此端口，请选中该选项旁边的复选框 显示道路坡度输入端口 ，而对于参数 坡度输入类型 设置值 归一化坡度.

数据类型

漂浮64
复数支持

非也。

# PG的 — 道路的百分比坡度，无量纲
标量,标量

Details

路的百分比斜率相关联的物理信号的输入端口。 道路的百分比坡度，等于 100，相当于角度 很高兴。

依赖关系

要使用此端口，请选中该选项旁边的复选框 显示道路坡度输入端口 ，而对于参数 坡度输入类型 设置值 百分比坡度.

数据类型

漂浮64
复数支持

非也。

输出

# G — 纵向过载G，无量纲
标量,标量

Details

纵向加速度比相关的物理信号的输出端口 车辆加速至自由落体 .

依赖关系

要使用此端口，请选中该选项旁边的复选框 显示G输出端口 .

数据类型

漂浮64
复数支持

非也。

# N.汽车,汽车 — 车辆速度，m/s
标量,标量

Details

车辆纵向速度相关联的物理信号的输出端口。

数据类型

漂浮64
复数支持

非也。

参数

仿真

# 显示港口风速 — 风港

Details

显示 风 口的能力。

默认值

true (已开启)
程序使用名称

enable_wind_speed
可计算

无

# 车辆速度阈值 — 车辆开始移动前的速度阈值
m/s | mm/s | cm/s | km/s | m/hr | km/hr | in/s | ft/s | mi/s | ft/min | mi/hr | kn

Details

块模拟车辆运动的最小速度。 低于该阈值的绝对值，块平滑地切换到零状态。

计量单位

m/s | mm/s | cm/s | km/s | m/hr | km/hr | in/s | ft/s | mi/s | ft/min | mi/hr | kn
默认值

0.3 m/s
程序使用名称

v_threshold
可计算

是

# 显示制动力建模输入端口 — 完美的刹车口

Details

显示 制动 端口的能力。

默认值

true (已开启)
程序使用名称

enable_brake_force
可计算

无

# 显示G输出端口 — 过载因子输出端口

Details

显示 G 端口的能力。 将重力加速度值记录为参数的倍数 重力加速度 .

默认值

false (关掉)
程序使用名称

enable_overload_output
可计算

无

# 显示道路坡度输入端口 — 路坡口

Details

启用用于输入与道路坡度相关的数据的端口的能力。 如果选中此参数旁边的复选框，则会激活该参数。 坡度输入类型 .

默认值

true (已开启)
程序使用名称

enable_road_slope
可计算

无

# 坡度输入类型 — 坡度测量的类型
百分比坡度 | 归一化坡度 | 坡度角

Details

入道路坡度的值的能力。 这些选项意味着以下定义:

  • 百分比坡度 -该块使用偏差的百分比尺度，其中 0 对应于平坦表面，并且 100 相当于闪避 .

  • 归一化坡度 -该块使用归一化斜率尺度，其中 0 对应于平坦表面，并且 1 相当于闪避 .

  • 坡度角 -该块使用倾斜角度，其中 0 对应于平坦表面，并且 pi/4 相当于闪避 .

依赖关系

若要使用此选项，请选中该选项旁边的复选框 显示道路坡度输入端口 .

值

Percent grade | Normalized grade | Incline angle
默认值

Percent grade
程序使用名称

road_slope_input_type
可计算

无

# 车轴转速阈值 — 启动轴旋转的速度阈值
rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps

Details

块模拟轴旋转的最小旋转速度。 低于该阈值的绝对值，块平滑地切换到零状态。

计量单位

rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps
默认值

0.01 rad/s
程序使用名称

w_threshold
可计算

是

车辆

# 轮胎滚动半径 — 轮胎的滚动半径
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

从车轮中心到轮胎外表面的距离，考虑到车辆的重力。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化类型 意义 常规参数集 或 道路载荷.

计量单位

m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi
默认值

0.3 m
程序使用名称

tire_radius
可计算

是

# 车辆迎风面积 — 正面表面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

暴露于空气阻力的车辆的有效表面积。 低精度启发式公式可用于在初始设计阶段确定该值。: .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化类型 意义 常规参数集.

计量单位

m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac
默认值

2.3 m^2
程序使用名称

midsection_area
可计算

是

# 空气阻力系数 — 车辆的气动阻力系数

Details

车辆的空气动力阻力的无量纲系数。 块使用此值来计算 根据公式 ，在哪里 表示此参数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化类型 意义 常规参数集.

默认值

0.31
程序使用名称

C_d
可计算

是

# 重力加速度 — 自由落体加速
m/s^2 | mm/s^2 | cm/s^2 | km/s^2 | in/s^2 | ft/s^2 | mi/s^2 | gn

Details

作用在车辆质量上的重力常数，考虑到车身的旋转。 在此，车辆的重量等于车辆的质量乘以重力加速度。 该装置将此重量应用于轮胎以计算滚动阻力。 如果在参数旁边，块还使用此值来确定过载因子 显示G输出端口 标志进行检查。

计量单位

m/s^2 | mm/s^2 | cm/s^2 | km/s^2 | in/s^2 | ft/s^2 | mi/s^2 | gn
默认值

9.81 m/s^2
程序使用名称

g
可计算

是

# 车辆质量 — 惯性质量
kg | mg | g | t | lbm | oz | slug

Details

车辆的有效质量。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化类型 意义 常规参数集 或 道路载荷.

计量单位

kg | mg | g | t | lbm | oz | slug
默认值

1200.0 kg
程序使用名称

m
可计算

是

# 道路载荷系数 B — 比率
N*s/m | kgf*s/m | lbf*s/ft | lbf*s/in

Details

运动阻力系数 .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化类型 意义 道路载荷.

计量单位

N*s/m | kgf*s/m | lbf*s/ft | lbf*s/in
默认值

1.8 N*s/m
程序使用名称

coefficient_B_road_load
可计算

是

# 轮胎滚动阻力系数 — 轮胎的滚动系数

Details

轮胎的滚动阻力的无量纲系数。 块使用此值来计算 根据公式 . 这是变量 表示此参数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化类型 意义 常规参数集.

默认值

0.0136
程序使用名称

rolling_resistance_coefficient
可计算

是

# 道路负载系数A — 比率
N | nN | uN | mN | kN | MN | GN | dyn | lbf | kgf

Details

运动阻力系数 .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化类型 意义 道路载荷.

计量单位

N | nN | uN | mN | kN | MN | GN | dyn | lbf | kgf
默认值

120.0 N
程序使用名称

coefficient_A_road_load
可计算

是

# 道路载荷系数 C — 比率
N/(m/s)^2

Details

运动阻力系数 .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化类型 意义 道路载荷.

计量单位

N/(m/s)^2
默认值

0.389 N/(m/s)^2
程序使用名称

coefficient_C_road_load
可计算

是

# 参数化类型 — 选择车辆参数化
道路载荷 | 常规参数集 | 典型小型汽车 | 典型中型轿车 | 典型大型运动型多用途车

Details

车辆参数化的可能性。 您可以通过选择值来参数化任何车辆 常规参数集 或 道路载荷，或者选择三种典型的车身规格之一。 有关详细信息，请参阅参数化。

值

Road-load | Regular parameter set | Typical small car | Typical medium-sized car | Typical large sports utility vehicle
默认值

Regular parameter set
程序使用名称

parameterization
可计算

无

文学作品

  1. Eriksson，Lars和Lars Nielsen。 _发动机和传动系统的建模和控制：Eriksson/发动机和传动系统的建模和控制。 英国奇切斯特：约翰威利父子有限公司，2014年。 https://doi.org/10.1002/9781118536186…​;

  2. 海伍德，约翰B.内燃机基础。_第二版。 纽约：麦格劳-希尔教育，2018年。

  3. 汽车工程师学会:轻型汽车性能和经济测量委员会. _Chassis测功机模拟道路负荷使用Coastdown技术。 SAE J2264_SAE国际. 2014. https://doi.org/10.4271/J2264_201401…​;

  4. 汽车工程师学会:轻型汽车性能和经济测量委员会. 利用海岸技术进行公路负荷测量和测功机模拟. SAE J1263_SAE国际. 2010. https://doi.org/10.4271/J1263_201003…​;