车辆运行自组织仿真平台开发

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1、国交通研究与探索(2005)一第六声全雹交通运输领域童年学末全讧论文善一，，．‘¨，^·”㈨。∥⋯t‘·一’，一⋯一、?÷}⋯‘'”’w⋯_rd_p∞车辆运行自组织仿真平台开发向辉，施树明(吉林大学交通学院，吉林长春130025)摘要：车辆运行自组织仿真平台VOSS对人一车一路闭环系统时变特征进行仿真，解决车辆运行时变特征分析和车辆相关参数调整问题。VOSS仿真平台应用自组织及协同学中与势垒相关的理论对闭环系统进行监控，用模块化思想编程，为新的车辆监控及维修方法研究提供了开发平台。关键词：仿真；自组织；在用车辆0引言在用车辆是—个时变、

2、非线性复杂系统。但是，传统的基于动力学理论的仿真工具，如VeDyna，Advance，Adams等，却忽略了系统的时变特征模拟。难以胜任霉掀胎磨损等情况的研究。因此，有必要开发基于懒论的车辆运行仿真平台。车轺瞪运行自组织仿真VOSS平台(VehicleOp蒯onSelf-organizationSimulation)基于车辆动力学理}台和自组织理论，结合理论和经验模型进行开发。在该平台上，可以对入一车一路系统时变特征进行模拟、分析。VOSS平台是基于MatlabXSimulink工具箱开发的面向对象的仿真系统。由于Matl献S咖lill

3、lC工具箱模块化语言特色，加上VOSS仿真平台自顶向下的系统结构，增加了程序的易读易懂性，这同时也使得VOSS仿真平台便于开发和应用。1VOSS平台描述网Vehicle0I’e枷0n,qelf-nrg'”irationSitnttlatitmL_-_—一3∞rfllaotl8ndMaiffall，1：e‘IfSt*l[Oit芦·‘乱ol≈：Jill匮a幽图lVOSS平台总体框架如图l所示，VOSS平台主要由Driver、Vehicle、Road、SystemMonitor&Evaluation、SystemAdjuster五个模块构成。

4、1．1Driver模块Driver模块部分，对驾驶员删操作j断亍建漠。方向盘操作采甩单晾预瞄睛鲤‘1li博最优方向盘转角，2005·8中国·大连1072口囝k第五部分：载运工具设计制造及运用工程并根据Ackermann几何关系对侧向速度进行修正，同时对驾驶员预瞄点的侧向偏差进行计算，实现对驾驶员转向控制的建模；实现对驾驶员的制动掳蚱的特性进行映拟和仿真；对车辆的巡航机构进行建模，并在I嘟书分设置—付巡航开关量作为模型输出；采用由Bau一21提出的方法计算发动机卫怍状况和发动机载荷，得到发动机降档和升档转速阈值，并应用Matlab＼Sta

5、teflow工具箱对驾驶员换挡逻辑进行建模。Driver模块输出的方向盘转角、预瞄匣巨离、制动缸制动压力、巡航控制开关量、油门开度等信撇为道路子模块、车辆子模块以及系统监控和评价子模块的输入。1．2Vehjcle模块VeMcle模块部分，通过对整车的电控及机械部分进行建模，得到车辆实时运行的数据信号，实现对车辆运行时相关特性的模拟。此部分主要包括Observer、Scllsors、Controuer、Actuator、Ⅵ慨IeMachinery五个子模块。Observer子模块实现观测器的功能；Sensors子模块实现对诸如轮速传感器、

6、方向盘转角传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器等车用传感器的模拟建模；Controller子模块实现对车辆电控系统的建模，它又包括ESP控制器模块，Steeringbywire模块及xbywire模块三部分；Actuator予陕蜘对车辆j撕铷构的建模，根据Controller子模块传来的信号对车辆发出调整信号；VehicleMachinery子模块对车辆机械部分的建模。VehicleMachinery子模块又包括Engine、Driveline、Wheelsand西瞄、BodyandSuspension、ste舒119Mechan

7、ism五个亍勾漠块。F_,Bgine子模块应用二维表靥值法得到驾驶员输人油门开度与发动机输出转矩之间的关系，运算得到发动机输出转速作为模块输出。Driveline子模块即传统意义E的驱动桥模型，其描述了—个驱动力矩分配系统，该模块包括自动变速器、主减速器、差速器及半轴模型。其中自动变速器模型中包括液力变矩器和变速箱模型，差速器部分建立了应用比较广泛的对稍司黜轮差速器的模型。该糗澎攫驳嫩驱动桥横型分配给每个驱动轮上的驱动力矩，得到每个车轮的角速度作为模块输出。WheelsandTyres子模块建立了在混合转向和刹车情况下的轮胎稳态模型。B

8、odyandSuspension子模块部分建立了双轨道三自由度车身漠型和双轨道六自由度的车身模型。双轨道三自由度车身模型中采用传递函数法实现对轮胎动态载荷的求解；双轨道六自由度的车身模型，结合文献【3】、【