电动汽车运动仿真
这个例子将演示电动汽车运动的模拟.
电动汽车的运动及其惯性由块电动汽车描述。 从连接到变速箱和电动机的两对车轮产生的力转换和产生扭矩来到这个单元的左端口。 右端口施加同名子系统描述的空气阻力。
模型的主要参数:
/块名/主参数|
| ----------- | ----------- |
/汽车/重量1000公斤|
/电池/电压680V|
/电动机/扭矩常数4nm/A|
/车轮/半径0.32米|
/变速箱/传动比0.8|
/空气阻力系数/0.5|
模型图:
定义加载和运行模型的函数:
In [ ]:
function start_model_engee()
try
engee.close("electro_car", force=true) # 关闭模型
catch err # 如果没有模型关闭和engee。close()不执行，它将在catch之后加载。
m = engee.load("$(@__DIR__)/electro_car.engee") # 加载模型
end;
try
engee.run(m) # 启动模型
catch err # 如果模型没有加载和engee。run()不执行，catch后最下面的两行将被执行。
m = engee.load("$(@__DIR__)/electro_car.engee") # 加载模型
engee.run(m) # 启动模型
end
end
Out[0]:
运行模拟
In [ ]:
try
start_model_engee() # 使用上面实现的特殊功能运行仿真
catch err
end;
记录从simout到变量的速度、扭矩和力信号:
In [ ]:
t = simout["electro_car/速度单位km/h"].time[:] # 时间
T = simout["电动汽车/电动机扭矩"].value[:] # 电机扭矩
speed = simout["electro_car/速度单位km/h"].value[:] # 车辆速度
forces_left = simout["来自传输侧的电动车/电力"].value[:] # 部队,
forces_right = simout["电动车/空气阻力"].value[:]
w = simout["电动车/电机速度"].value[:];
In [ ]:
using Plots
模拟结果的可视化
In [ ]:
plot(t, forces_left, label="来自变速器的力，N", linewidth=2)
plot!(t, forces_right, label="空气阻力，N", linewidth=2)
plot!(t, (forces_left+forces_right), label="力的总和，N", linewidth=2)
Out[0]:
在分析"力之和"曲线后，您可以看到它随着作用在电动汽车上的力的平衡而变为零。 运动变得均匀，速度恒定。
In [ ]:
plot(t, T, label="电机扭矩，NM", linewidth=2)
plot!(t, (w * 9.55), label="电机转速，rpm", linewidth=2)
plot!(t, (T .* w ./1000), label="电机功率，kW", linewidth=2)
Out[0]:
随着汽车加速，扭矩减小并且电动马达的旋转速度增加。 这种电动机产生的机械功率随着空气阻力的增加而增加，这取决于速度。
In [ ]:
plot(t, speed, label="速度，公里/小时", linewidth=2)
Out[0]:
计算加速时间到100公里/小时的函数的定义及其在电动汽车速度数据中的应用:
In [ ]:
function acceleration_time(speeds, t)
# 我们发现第一个元素的指数超过100km/h
index = findfirst(x -> x > 100, speeds)
# 如果找到索引，我们返回适当的时间。
if index != nothing
return println("加速时间可达每小时100公里: ", t[index], " 与")
else
return println("汽车没有加速到100公里/小时，最高速度: ", maximum(speed), " 公里/小时")
end
end
acceleration_time(speed, t)
println("最高速度: ", maximum(speed), " 公里/小时")
结论:
这个例子演示了电动汽车运动的模拟. 他加速到一定的稳定速度，但空气阻力不允许他进一步加速。 到100公里/小时的加速时间和电动汽车的最大速度进行计算。