Engee 文档
Notebook

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:

electro_car--1728030945984_2.png

定义加载和运行模型的函数:

In [ ]:
function start_model_engee()
    try
        engee.close("electro_car", force=true) # закрытие модели 
        catch err # в случае, если нет модели, которую нужно закрыть и engee.close() не выполняется, то будет выполнена её загрузка после catch
            m = engee.load("$(@__DIR__)/electro_car.engee") # загрузка модели
        end;

    try
        engee.run(m) # запуск модели
        catch err # в случае, если модель не загружена и engee.run() не выполняется, то будут выполнены две нижние строки после catch
            m = engee.load("$(@__DIR__)/electro_car.engee") # загрузка модели
            engee.run(m) # запуск модели
        end
end
Out[0]:
start_model_engee (generic function with 1 method)

运行模拟

In [ ]:
try
    start_model_engee() # запуск симуляции с помощью специальной функции, реализованной выше
    catch err
    end;

记录从simout到变量的速度、扭矩和力信号:

In [ ]:
t = simout["electro_car/Скорость в км/ч"].time[:] # время
T = simout["electro_car/Крутящий момент электродвигателя"].value[:] # крутящий момент электродвигателя
speed = simout["electro_car/Скорость в км/ч"].value[:] # скорость автомобиля
forces_left = simout["electro_car/Сила со стороны трансмиссии"].value[:] # силы, 
forces_right = simout["electro_car/Сила сопротивления воздуха"].value[:]
w = simout["electro_car/Частота вращения электродвигателя"].value[:];
In [ ]:
using Plots

模拟结果的可视化

In [ ]:
plot(t, forces_left, label="Усилие от трансмиссии, Н", linewidth=2)
plot!(t, forces_right, label="Сопротивление воздуха, Н", linewidth=2)
plot!(t, (forces_left+forces_right), label="Сумма сил, Н", 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="Крутящий момент электродвигателя, Н*м", linewidth=2)
plot!(t, (w * 9.55), label="Частота вращения электродвигателя, об/мин", linewidth=2)
plot!(t, (T .* w ./1000), label="Мощность электродвигателя, кВт", linewidth=2)
Out[0]:

随着汽车加速,扭矩减小,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="Скорость, км/ч", 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)
    # Находим индекс первого элемента, превышающего 100 км/ч
    index = findfirst(x -> x > 100, speeds)

    # Если индекс найден, возвращаем соответствующее время
    if index != nothing
        return println("Время разгона до 100 км/ч: ", t[index], " с")
    else
        return println("Автомобиль не разогрался до 100 км/ч, максимальная скорость: ", maximum(speed), " км/ч")
    end
end

acceleration_time(speed, t)
println("Максимальная скорость: ", maximum(speed), " км/ч")
Время разгона до 100 км/ч: 8.83 с
Максимальная скорость: 154.8599905585448 км/ч

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。