CarSim软件入门与精通

2016/7/261CarSim及应用12015/7/[e-mail]汽车工程学院CarSim及应用CarSim及应用22015/7/26适用于以下车型的建模仿真：轿车、轻型货车、轻型多用途运输车及SUV可分析车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、制动性及平顺性可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果包括图形化数据管理界面，车辆模型求解器，绘图工具，三维动画回放工具，功率谱分析模块软件可以实时的速度运行，支持硬件在环，CarSim软件可以扩展为CarSimRT,CarSimRT是实时车辆模型，提供与一些硬件实时系统的接口，可联合进行HIL仿真先进的事件处理技术，实现复杂工况的仿真可实现与simulink的相互调用多种仿真工况的批运行功能可实现用户自定义变量的仿真结果输出提供多种车型的建模数据库CarSim软件功能2016/7/262CarSim及应用32015/7/26使用方便报告与演示仿真快速精度及验证标准化及可扩展性有效，稳定，可靠CarSim软件特点CarSim及应用42015/7/26前处理：设置模型参数测试条件处理：设置仿真参数启动计算后处理：显示3D动画绘制计算曲线导出计算数据CarSim的主界面2016/7/263CarSim及应用52015/7/26CarSim及应用62015/7/26File(文件)下拉菜单NewDatabase(Empty)：新建一个空白的资料库NewDatabasefromthisDataset：在当前数据库基础上新建资料库NewDataset：新建数据库NewDataset(Empty)：新建一个空白的数据库DeleteDataset：删除数据库DeleteManyDatasets：删除多个数据库ToggleLockedStatus：锁定/解锁ExportConsolidatedParsfile：导出合并的Par文件ExportExpandedParsfile：导出展开的Par文件ExportEncryptedExpandedParsfile：导出加密展开的Par文件2016/7/264CarSim及应用72015/7/26File(文件)下拉菜单ImportParsfile(AnyExportType)：导入任何导出格式化的Par文件ViewTextParsfile：查看Par文件DeleteNotesFile：删除记事本文件PrintScreenImage：打印屏幕图片EnableRecentDatabaseWindow：最近的资料库可用RecentDatabases：最近的资料库ViewNotesFile：查看记事本文件Exit：退出CarSim及应用82015/7/26Edit(编辑)下拉菜单Undo：撤销Redo：重做CopyAllTextorSelectedCells：复制所有文本或所选部分Revert：恢复ReplaceEntireFieldorSelectedCells：替换整个部分或所选部分ClearEntireFieldorSelectedCells：新建数据库ChangeTitleorCategoryofThisDataset：修改本数据库的标题或类目2016/7/265CarSim及应用92015/7/26Datasets(数据库)下拉菜单PrecedingDataset：前一个数据库NextDataset：下一个数据库CarSim自带数据库CarSim自带数据库大大方便了用户操作，满足对不同测试的要求，如制动测试、操稳测试，平顺性测试、K&C测试、稳定控制测试、转向测试、悬架测试等等。CarSim及应用102015/7/26Libraries(库)下拉菜单Back：后退Forward：前进NextLibrary：下一个库文件可选择的库文件如制动系统模型、传动系模型、转向模型、悬架模型、路面模型等文件。2016/7/266CarSim及应用112015/7/26Tools(工具)下拉菜单LibraryTool：库工具Calculator：计算BatchMatrix：批处理矩阵BatchRuns：批运行SpectrumAnalyzer：光谱分析仪ERDFileUtility：ERD文件应用CreateShortcuttothisDatabase：创建本资料库的快捷方式Re-IndexThisLibrary：重新索引此库Re-IndexEntireDatabase：重新索引整个资料库Re-WriteThisLibrary：重写此库CarSim及应用122015/7/26Tools(工具)下拉菜单Re-WriteEntireDatabase：重写整个资料库LockEverything：锁定所有Un-LockEverything：解锁所有DecryptExistingEncryptedParsfile：解密存在的加密Par文件LicenseSettings：许可设置AlternateLibraryFolderLocations：改变库文件夹位置EditTextFileForHelpMenu：编辑帮助菜单的文本文件Preference：选项2016/7/267CarSim及应用132015/7/26View(查看)下拉菜单CompactWindow(800wide)：充满窗口(宽800)StandardWindow(1024wide)：标准窗口(宽1024)Full-WidthWindow(1280wide)：按屏幕宽度(宽1280)ShowButtonToolbar：显示工具栏按钮LabelButtons：工具栏按钮注释ShowSidebar：显示侧边栏Refresh：刷新CarSim及应用142015/7/262016/7/268CarSim及应用152015/7/26前处理：“人-车-路”闭环系统面向系统的建模模型的复杂程度适合底盘控制系统的开发及整车仿真模型运算稳定在PC机上能达到实时的运算速度所有的模型参数都可以通过测试的手段获取整车整车尺寸和外形系统前、后悬架车体空气动力学传动系悬架轮胎发动机变速器差速器运动学弹性运动学制动系转向系液力变矩器CarSim及应用162015/7/26后车轮旋转侧偏角簧上质量的六个自由度非簧载质量自由度前非簧载质量自由度车辆模型的简化刚体簧载质量1非簧载质量4车轮4发动机1总数10自由度簧载质量的移动自由度(X,Y,Z)3簧载质量的转动自由度(X,Y,Z)3非簧载质量自由度4车轮旋转自由度4传动系旋转自由度1轮胎瞬态特性自由度8制动压力自由度4总数27CarSim的车辆模型（续）2016/7/269CarSim及应用172015/7/26“人-车-路”闭环系统建模（1）车辆模型CarSim及应用182015/7/26车体空气动力学传动系统制动系统转向系统前悬架系统后悬架系统车轮2016/7/2610CarSim及应用192015/7/2612356478车辆模型（车体）CarSim及应用202015/7/26序号参数名称单位1簧上质量的质心距前轴的距离mm2簧上质量质心距地面的高度mm3轴距mm4质心的横向偏移量mm5簧载质量kg6对X轴的极惯性距（lxx)kg-m2对Y轴的极惯性距（lzz)kg-m2对Z轴的极惯性距（lxx)kg-m2对X、Y轴的惯性积（lxy)kg-m2对X、Z轴的惯性距（lxz)kg-m2对Y、Z轴的惯性距（lyz)kg-m27整车高度mm8整车宽度mm2016/7/2611CarSim及应用212015/7/26空气动力学计算公式123456车辆模型（空气动力学）CarSim及应用222015/7/26序号参数名称单位1空气动力学参考点Xmm空气动力学参考点Ymm空气动力学参考点Zmm2迎风面积m23空气动力学参考长度mm4空气密度kg/m35CFx(空气动力学系数）与slipangle(行车速度方向与空气流动方向的夹角）的关系CFy与slipangle的关系CFz与slipangle的关系6CMx与slipangle的关系CMy与slipangle的关系CMz与slipangle的关系车辆模型（空气动力学）2016/7/2612CarSim及应用232015/7/26传动系统驱动形式：前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动车辆模型（传动系统）CarSim及应用242015/7/26车辆模型（传动系统）发动机液力耦合器变速器分动器前轴差速器后轴轴差速器传动系妞振固有频率阻尼系数2016/7/2613CarSim及应用252015/7/26发动机MAP图:发动机转矩VS油门开度与发动机转速节气门打开/关闭时间迟滞发动机MAP数据曲轴转动惯量燃油消耗率发动机怠速转速车辆模型（传动系统发动机）内置/外置两种发动机：CarSim及应用262015/7/26车辆模型（传动系统离合器）内置/外置液力变矩器；内置离合器：扭矩比（输出比输入）与速度比（输出比输入）的关系液力变距器的参数1/K与速度比（输出比输入）的关系输入/输出轴的转动惯量2016/7/2614CarSim及应用272015/7/26内置/外置液力变矩器；内置离合器：车辆模型（传动系统离合器）输出的最大扭矩（N-m)与离合器接合程度（0代表完全结合，1代表完全分离）的关系合器接合/分离时间迟滞输入/输出轴转动惯量CarSim及应用282015/7/26内置/外置变速器：车辆模型（传动系统变速器）档位数个档传动比转动惯量正向机械效率逆向机械效率换挡时间自动换挡MAP各挡位中低速齿轮的输出转速（rpm）与节气门开口置的关系各挡位锁止离合器锁止与否变速器的输出转速（rpm）与节气门开口置的关系离合器分离锁止时间离合器锁止传递最大转矩2016/7/2615CarSim及应用292015/7/26车辆模型（传动系统分动器）后轴力矩分配比例传动比刚度阻尼前后轴扭矩差（N-m)与车轮速度差（rpm)的关系正逆向效率分动器上的离合器控制：若常不锁止：差速离合器限滑差速离合器横摆控制差速CarSim及应用302015/7/26车辆模型（传动系统分动器）左右车轮扭矩差（N-m)与车轮速度差（rpm)的关系刚度阻尼驱动轴、左右半轴转动惯量传动比正逆向效率差速离合器控制：若常不锁止：差速离合器限滑差速离合器横摆控制差速2016/7/2616CarSim及应用312015/7/26车辆模型（复杂制动系统）简单制动系统、考虑助力与热衰退制动系统序号参数名称单位1制动力矩（N-m)与车轮气缸压力（Mpa)的关系，分左前轮，右前轮，左后轮，右后轮，通常为一比例常数或一条变化曲线2比例阀之后的管路压力（Mpa)与其输入压力（Mpa)的关系，分左前轮，右后轮，左后轮，右后轮，通常为一比例常数3控制策略（A型为调节主缸后的压力值；B型为调节比例阀后的管路压力，也可不控制）4四个车轮的制动盘初始温度（C)5空气温度（C)6助力后输出的力(N)与助力前输入的力（N)的关系，助力后输出的力为主缸压力7踏板的杠杆比主缸直径mm8启动助力的时间迟滞sec关闭助力的时间迟滞secCarSim及应用322015/7/26比例阀ABS控制制动轮缸压力车轮载荷轮胎滑移率制动踏板输入制动力矩车速PT制动系统的建模制动系统的建模2016/7/2617CarSim及应用332015/7/2612468753车辆模型（复杂制动系统）CarSim及应用342015/7/26123456车辆模型（复杂制动系统）2016/7/2618CarSim及应用352015/7/26车辆模型（复杂制动系统）序号名称单位1制动盘质量kg2在0摄氏度时制动盘的比热kj/kg/C单位温度升高比热的变化量kj/kg/C23制动钳压力（Mpa)与制动钳体积（mm3)d的关系4制动钳气缸中单位流