使用Simscape搭建车辆仿真模块

使用Simscape搭建车辆仿真模块

关于simscape的使用很复杂，我也只是简单了解，只介绍搭建车辆仿真使用的部分。
1.建立.m文件记录车辆的数据：
模拟的实验小车数据，真实车辆数据可对应修改

%% vehicle parameters:
rider_mass=80;%kg 驾驶员质量
vehicle_mass=237;%kg车辆质量
CG_height=254;%mm质心高度
drag_coeff=1.2;%阻力系数
front_axle=1520;%mm
rear_axle=1400;%mm
front_area=1.33;%m^2迎风面积
%% tire parameters
tire_b=10;
tire_c=1.9;
tire_d=1;
tire_e=0.97;
tire_dia=18;%in滚动半径，这里是直径
tire_inertia=1e-3;%kg*m^2，刚度
roll_resist=0.005;%滚动阻力

2.车身模块配置：
直接搜索vehicle body，或者在simscope下列路径中寻找，后续还会用到魔术轮胎模块（建议直接搜索，各种模块位置很难找，坑死人，除非想深入了解的可以慢慢看simscope的各种library）

车身模块的主要设置如下：
Main界面设置：

这里的参数都为物理量，需选择正确的单位；
Number of wheels per axle:选择自行车模型，将前后看做一个轮。
设置的参数包括：
车辆负载，前后轴中心到质心距离
Drag界面：

主要设置迎风面积，阻力系数及空气密度等参数
3.轮胎的设置

设置魔术轮胎的基本参数；



4.连接轮胎和车身模块：
轮胎模块：
N:轮胎支持力
S：滑移率
H：水平位移
A：轮胎是否自由转动，可添加阻力表制动

车身模块：
NR，NF，后轮和前轮的轮胎支持力
H：水平位移
v：车速
W：风速
beta：车辆与道路的夹角，即坡度
车身模块的后两个参数可添加PS Constant，设定相应值。
5.观测部分：
想要观测车辆的运行状态，例如速度v，不能直接使用scope模块，需要PS-simulink converter模块作为过渡，该模块还可设置输出物理量的的单位，
此外，这里想观测车辆的位置情况，添加Ideal Translational Motion Sensor（长得像弹簧那个），
R：物理输入
C：参考系
V:速度
P：位置
这里参考系选择Mechanical Translational Reference
完全搭好的模型如下：

simscope无法直接运行，在任意物理量上添加Solver Configuration模块可解决该问题。

模型中是将车轮的滚动情况作为外界输入，要观测的速度位置作为输出。
若是让车轮自由滚动，不施加任何阻力，输入可为Rotational Free End模块，然后给车辆一个初始的beta，查看车辆运动情况，
6.对车辆施加阻力：

阻力为step模块，接入Simulink-PS Converte将simulink输入流转为simscope所需的物理量，参考系选择Mechanical Rotational Reference，接入Loaded-Contact Rotational Friction模块。

通过调节阻力即可观测到车辆的速度、位移变化情况