基于汽车理论的﹢SIMULINK﹢入门实例教学.pdf

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1、·332·2014年第3期2014年6月SichuanBuildingMaterials第40卷总第179期DOI：10.3969/j.issn.1672-4011.2014.03.139基于汽车理论的SIMULINK入门实例教学王亚琴(南京理工大学紫金学院,江苏南京210046)摘要:针对simulink软件的入门教学，提出基于《汽为车轮半径,m;G为汽车重力,N;f为滚动阻力系数;C为空d车理论》课程的教学实例，分别对汽车动力性模型、汽车线气阻力系数;A为迎风面积,即汽车行驶方向的投影面积,2-1性二自由度操纵稳

2、定性模型及非线性二自由度车辆模型进m;u为汽车行驶速度,km·h;α为道路坡道角;δ为汽车旋行建模仿真。通过课堂教学实例演示与课后学生拓展练习，du转质量换算系数,δ＞1;m为汽车质量,kg;为行驶加速使学生学会熟练使用simulink的基本模块，了解simulink建dt-2模仿真在车辆专业领域的应用意义，同时也对《汽车理论》度,m·s。的相关知识再次巩固理解，达到一举两得的目的。给定相关已知参数：整车质量、车轮半径、各档传动关键词:simulink;汽车理论;入门实例比、主减速器传动比、传动系机械效率、空气阻力系数、中图分类

3、号:U461文献标志码:B迎风面积、滚动阻力系数及质量转换系数。作为入门实例,文章编号:1672-4011(2014)03-0332-02在此给定发动机的转矩表达式,不再让学生自己拟合。给定仿真时间t1、t2、t3、t4、t5,在此基础上要求学生分别0前言作出一档驱动力波形图、位移波形图、一档驱动力-车速关系曲线图、各档驱动力-行驶阻力图,通过这些要求循MATLAB/simulink在对动态系统的建模、仿真及分析序渐进的熟悉simulink的建模过程。对于一档驱动力波形方面具有强大的功能,它支持线性、非线性系统,连续和图及位移波

4、形图,可通过Scope模块直接得到,一档驱动力离散时间模型,或者是两者的混合,并且在进行仿真过程-车速关系曲线图可由XYGraph模块得到,但是各档驱动中,在Matlab的环境下,可以很方便的对所研究的相关参力-行驶阻力图仅通过simulink建模还无法得到,需要配[1]数进行修改,实时观察系统的变化。因此,simulink在车合简单的matlab语言命令。首先将各档的驱动力-速度通辆系统的各性能分析方面得到了广泛的应用。过ToWorkspace模块将输出数据保存到matlab的工作空间对于车辆专业学生来说,在simulink教

5、学过程中,对中,以便在matlab命令中可以直接调用,如图1为1档动力模块库中基本模块的使用,除了建立简单的数学仿真模型学模型,其他各档类推。运行各档动力学模型后,通过mat_以外,还需要结合本专业的知识进行相关的实例建模仿真,lab利用plot及holdon命令画出各档驱动力-行驶阻力图。以便提高学生的兴趣及了解simulink在车辆专业领域的应用。而对于《汽车理论》这门课程来说,恰好需要这样一个u1仿真软件与之配合,使课程内容易于理解,便于学生的学ToWorkspace2习。因此,在simulink的教学中,引入《汽车理论》

6、中相关u性能分析模型,可以起到相得益彰的效果。ig1ig1Scope1Ft1FtConstant1实例分析ToWorkspace3Subsystem在本次教学中,主要先对《汽车理论》中汽车动力性及XYGraph汽车线性二自由度操纵稳定性模型进行建模仿真,分析相图11档动力学模型关数学模型,根据数学模型,引导学生一步一步建模,最后对仿真结果进行分析。课后布置拓展实例练习———非线在此建模过程中,对于已知参数的设置,可通过编写性二自由度车辆操纵稳定性的分析,要求学生采用提交课M文件,参数名与simulink模块中参数名保持一致。运行

7、题论文的形式上交模型及分析结果。通过课堂及课后的实该M文件后,参数值就被保存在了matlab的workspace中,例练习,使学生熟练掌握simulink模块的使用。再运行simulink仿真模块时,就能自动调用相关参数的值。1.1汽车动力性建模仿真实例这种简单程序的编写对学生来说容易掌握,可以使学生在[2]建模过程中,避免参数值直接带入而导致的模块分不清的根据汽车理论,可知汽车动力性数学模型为：情况,使他们在建模过程中思路更加清晰,所建立模块一F=F+F+F+F(1)tfwij2目了然。Ttqi0igηTCdAudu即：=Gf

8、++Gsinα+δm在该动力学建模的过程中,学生不仅能够学会使用一r21.15dt些基本的模块,同时,也从汽车理论的角度去发现一些问式中,T为作用于驱动轮上的转矩,N·m;i为变速器的tqg题,使他们对其中的专业知识进行再次回顾,从而达到温传动比;i为主减速器的