Vi-CarrealTime軟件資料Co-simulation

1、 VI-grade. All rights reserved. 2007-2013VI-CarRealTime Training聯(lián)合仿真Matlab接口接口q VI-CarRealTime 允許用戶(hù)通過(guò)Matlab界面與VI-CarRealTime進(jìn)行交互。q 這里有兩種交互方式： VI-CarRealTIme 與Simulink 聯(lián)合仿真 用過(guò)Maltab API函數(shù)庫(kù)與VI-CarRealTime模型交互Matlab/Simulink 接口接口q 在Simulink中，用戶(hù)可以方便的獲取VI-CarRealTime的狀態(tài)信號(hào)，以及控制模型輸入。用戶(hù)可以在這個(gè)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)控制算法與采集模型狀態(tài)

2、。.q VI-CarRealTime被封裝成S-function，方便用戶(hù)調(diào)用The VI-CarRealTimeq 一個(gè)S-function模塊可以作為一輛車(chē)的模型，用戶(hù)可以定義車(chē)輛模型的輸入輸出信號(hào)，并將這些信號(hào)接口與其他模塊相連。（注意:一個(gè)Simulink模型中只能有一個(gè)VI-CarRealTime模型） q VI-CarRealTime 車(chē)輛模型的參數(shù)通過(guò)一個(gè)xml文件傳遞到CarRealTime中。Matlab/Simulink接口接口Matlab/Simulink接口接口q 123個(gè)輸入信號(hào)模塊q 711個(gè)輸出信號(hào)，當(dāng)前（17版本）允許將所有信號(hào)整合到一個(gè)Bus中q 仿真結(jié)果可以

3、兩種獲取方式（兩者是并存的）: Res文件 Matlab WorkspaceThe VI-CarRealTime vehicle data is communicated to the S-function through: 仿真配置文件生成仿真配置文件生成 仿真配置文件生成時(shí)只需要注意Solver Setting中配置，主要配置的是Mode of Simulation要配置為file only。 運(yùn)行仿真仿真配置文件_send_svm.xml 創(chuàng)建Matlab/Simulink接口接口 在Maltab的WorkSpace中定義一個(gè)字符串變量vicrt_inputfile 該變量的內(nèi)容是_se

4、nd_svm.xml 文件的完整地址。q 不推薦多個(gè)版本VI-CarRealTIme的Simulink模塊庫(kù)在同一Maltab中共存，這是為穩(wěn)定性考慮。請(qǐng)不要使用下圖中文件瀏覽功能指定輸入xml文件（至少在17版本中）。Matlab/Simulink InterfaceMatlab API Toolkitq Matlab API函數(shù)庫(kù)為用戶(hù)提供了創(chuàng)建與自動(dòng)運(yùn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)（試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）的環(huán)境，通過(guò)這一工具。用戶(hù)運(yùn)用該工具優(yōu)化懸架與車(chē)輛參數(shù)配置。q Matlab API函數(shù)庫(kù)包含了一系列的Matlab函數(shù)用于與VI-CarRealTime文件交互。交互包括了修改，設(shè)置，獲取數(shù)據(jù)VI-CarRe

5、alTime文件中的模型屬性。q Matlab API函數(shù)可以管理整個(gè)車(chē)輛模型數(shù)據(jù)庫(kù)，以及運(yùn)行所有的建模與仿真過(guò)程。上述提到的建模與仿真過(guò)程既包括了VI-CarRealTime，也包括了VI-SuspensionGen。q Matlab API函數(shù)通過(guò)直接修改文件內(nèi)容的方式來(lái)修改車(chē)輛模型參數(shù)。而且所有的操作都在Matlab中進(jìn)行，不需要用戶(hù)打開(kāi)軟件GUI界面來(lái)配置模型參數(shù)。Matlab API Toolkitq VI-CarRealTIme提供了完備的函數(shù)Matlab API函數(shù)庫(kù)，方便用戶(hù)在Matlab環(huán)境訪問(wèn)，修改以及運(yùn)行VI-CarRealTme模型q Matlab API函數(shù)庫(kù)包括以下

6、三種: 用于修改已經(jīng)存在的xml文件的函數(shù)（xml文件定義了車(chē)輛模型參數(shù)，仿真工況與參數(shù)等） 用于打包與更新VI-CarReaLTime數(shù)據(jù)庫(kù)的函數(shù). 用于運(yùn)行仿真工況的函數(shù).q 上述功能函數(shù)提供了友好的接口方便用戶(hù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)q 函數(shù)列表，函數(shù)使用范例等內(nèi)容可以在VI-CarRealTime幫助文檔Matlab API Toolkit 這部分找到。Matlab Interface. or: 網(wǎng)絡(luò)通信式網(wǎng)絡(luò)通信式 Socket 模型的數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)協(xié)議傳輸 The socket remains open until the window with the ongoing communicati

7、on is kept open.案例案例1 半主動(dòng)懸架半主動(dòng)懸架Vi-grade 與 Simulink聯(lián)合仿真案例說(shuō)明：半主動(dòng)主動(dòng)懸架，用于改善懸架的平順性軟件環(huán)境： Matlab 2014b + Vi-CarRealTime 17案例案例1 半半主動(dòng)主動(dòng)懸架懸架天棚控制天棚控制希望懸架盡可能產(chǎn)生與簧載質(zhì)量垂向速度相反的力（力的大小與簧載質(zhì)量的速度成正比）案例案例1 半半主動(dòng)主動(dòng)懸架懸架車(chē)身傳感器定義車(chē)身傳感器定義案例案例1 半主動(dòng)懸架半主動(dòng)懸架定義仿真工況文件單擊運(yùn)行按鈕在工作目錄下生成想xml仿真文件案例案例1 半主動(dòng)懸架半主動(dòng)懸架搭建仿真模型理想天棚控制模型案例案例1 半主動(dòng)懸架半主動(dòng)懸

8、架搭建仿真模型被動(dòng)減振器模型案例案例1 半主動(dòng)半主動(dòng)懸架懸架信號(hào)定義信號(hào)定義案例案例1 半主動(dòng)半主動(dòng)懸架懸架信號(hào)定義信號(hào)定義案例案例1 半主動(dòng)懸架半主動(dòng)懸架半半主動(dòng)減振器的特性主動(dòng)減振器的特性 只能耗散能量不能主動(dòng)提供能量減振器的阻尼在正常阻尼的2倍到0之間變換，編寫(xiě)阻尼力顯示函數(shù)，保證阻尼器只耗散能量，不提供能量案例案例1 半主動(dòng)懸架半主動(dòng)懸架搭建仿真模型考慮實(shí)際減振器特性的半主動(dòng)懸架案例案例1 半主動(dòng)懸架半主動(dòng)懸架結(jié)果對(duì)比 指標(biāo)：車(chē)身垂向加速度均方根值 被動(dòng)減振器： 0.0130(g) 理想半主動(dòng)減振器：0.0070（g） 考慮減振器特性的半主動(dòng)懸架：0.0085 （g）案例案例2Vi-C

9、arRealTime 與 AMEsim聯(lián)合仿真案例說(shuō)明：用于仿真AFS（前輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)）中行星輪機(jī)構(gòu)引入的轉(zhuǎn)向慣量滯后等特性Vi-grade 與與 AMEsim聯(lián)合仿真聯(lián)合仿真AMESim環(huán)境設(shè)置軟件：Vi-grade CarRealTime 17+AMESim 14.0+Matlab 2014b（64位）+VS2012 1.建立Matlab環(huán)境變量MATLAB D:PROGRA1MATLABR2014環(huán)境變量建立完成之后，建議注銷(xiāo)計(jì)算機(jī)，重新進(jìn)入系統(tǒng)。2.在Matlab 2014b中確認(rèn)是否找到了編譯器（可以通過(guò)mex setup設(shè)置），這里的編譯器使用的VS2012。Vi-grade 與

10、與 AMEsim聯(lián)合仿真聯(lián)合仿真AMESim環(huán)境設(shè)置3.在AMESim中設(shè)置編譯器的種類(lèi)，在ToolOptionreference下面的編譯器選項(xiàng)卡下面Vi-grade 與與 AMEsim聯(lián)合仿真聯(lián)合仿真AMESim環(huán)境設(shè)置4.搭建仿真模型，保證在非聯(lián)合仿真情況下沒(méi)有問(wèn)題。5.插入聯(lián)合仿真模塊，選擇SimuCosim模式。Vi-grade 與與 AMEsim聯(lián)合仿真聯(lián)合仿真AMESim環(huán)境設(shè)置6.讓模型進(jìn)入編譯模式下，查看是否Detail窗口是否有錯(cuò)誤信息注意查看Matlab的位置與Matlab的位數(shù)（32bit還是64bit）Vi-grade 與與 AMEsim聯(lián)合仿真聯(lián)合仿真AMESim環(huán)

11、境設(shè)置 7.讓AMESim模型進(jìn)入仿真模式（這是經(jīng)常忽略的一步，千萬(wàn)注意），典型的報(bào)錯(cuò)是在Matlab中報(bào)打開(kāi)data文件錯(cuò)誤。 8.通過(guò)Tool-start simulink，AMEsim會(huì)自動(dòng)打開(kāi)Simulink,在Simulink庫(kù)中找到AMESim模塊，指定事先生成好的mexw64文件（32位Matlab是mexw32文件） 9. 配置求解器為fix step，開(kāi)始仿真，仿真通過(guò)就此AMEsim與Simulink仿真通過(guò)。Vi-grade 與與 AMEsim聯(lián)合仿真聯(lián)合仿真CarRealTime環(huán)境設(shè)置確認(rèn)Vi-CarRealTime的目錄已經(jīng)加載到Maltab的路徑中。如果沒(méi)有請(qǐng)運(yùn)行

12、addpath_vicrt_17函數(shù)，并打開(kāi)Matlab set path 查看無(wú)誤后點(diǎn)擊保存，一定要保持。Vi-grade 與與 AMEsim聯(lián)合仿真聯(lián)合仿真AMESim環(huán)境設(shè)置 插入Vi-grade模型注意調(diào)整積分時(shí)間,定步長(zhǎng)求解器，Simulink求解器的步長(zhǎng)必須是Vi-Crt Integration Time Step的倍數(shù)，這里的仿真步長(zhǎng)為0.01sVi-grade 與與 AMEsim聯(lián)合仿真聯(lián)合仿真AMESim環(huán)境設(shè)置對(duì)信號(hào)進(jìn)行連線(xiàn)，完成仿真，讀取res文件完成分析案例案例3懸架前束特性?xún)?yōu)化研究對(duì)象：懸架K特性中，輪跳與前束曲線(xiàn)（曲線(xiàn)擬合為3次曲線(xiàn)，通過(guò)控制系數(shù)來(lái)控制曲線(xiàn)形狀）優(yōu)化

13、工況：階躍響應(yīng)優(yōu)化工具：Vi-CarRealTime 17.0 + Matlab 2014b + XmlSpy 2013優(yōu)化目標(biāo)：橫標(biāo)角速度超調(diào)量（overshoot）同時(shí)保證一定的橫擺角速度案例案例3修改前束特性修改前束特性Vi-CarRealTime是基于文本驅(qū)動(dòng)的軟件，修改懸架的參數(shù)就是修改文本中的特定位置的內(nèi)容。Vi-CarRealTime所有的子系統(tǒng)（包括懸架，車(chē)輪，動(dòng)力，車(chē)身）都是依托xml文件格式。在xml文件通過(guò)與將文件隔成多個(gè)塊。下圖是tag是Spline3d的數(shù)據(jù)塊案例案例3Step1 修改前束特性修改前束特性XmlSpy是用于專(zhuān)門(mén)查看xml文件的工具導(dǎo)入文件之后，選擇gr

14、id模式進(jìn)行查看案例案例3Xml文件定位方式Vi-CarRealTime使用xml中的tag與name來(lái)定位上圖是前懸架子模型中前束的位置的tag值案例案例3Xml文件定位方式Vi-CarRealTime文件中每一個(gè)tag塊都有name屬性上圖是前懸架子模型中前束的位置的name值案例案例3通過(guò)通過(guò)Matlab代碼訪問(wèn)修改代碼訪問(wèn)修改Spline3dkey1,x保存tag值key2,x保存name值案例案例3Spline3d結(jié)構(gòu)體內(nèi)容結(jié)構(gòu)體內(nèi)容 用戶(hù)可以先讀取原有的前束曲線(xiàn)，然后在原有曲線(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。案例案例3修改修改method屬性屬性案例案例3修改修改method屬性屬性keys =

15、 cell(2,1);keys1,1=CRTSteeringSystem;keys2,1=steering_gear; attributes= cell(1,1);attributes1=method; values=cell(1,1);values1=use_toe;Cell1,x保存tag值Cell2,x保存name值案例案例3設(shè)定優(yōu)化變量與優(yōu)化目標(biāo)設(shè)定優(yōu)化變量與優(yōu)化目標(biāo)自變量 三次擬合中一次項(xiàng)的系數(shù)優(yōu)化目標(biāo)案例案例3設(shè)定優(yōu)化變量與優(yōu)化目標(biāo)設(shè)定優(yōu)化變量與優(yōu)化目標(biāo)059.9630.549.8331 37.12151.5 28.5569230.6142.543.221355.066上表橫坐標(biāo)是

16、前速曲線(xiàn)系數(shù)與目標(biāo)可以看出系數(shù)取1.5是最優(yōu)的案例案例4基于基于Isight的參數(shù)優(yōu)化的參數(shù)優(yōu)化 集成原理 Isight自帶的Matlab集成模塊不支持Vi-Crt函數(shù) 集成方式選用基于SimCode集成方式 原理：將優(yōu)化參數(shù)寫(xiě)到var.txt中 用windows命令行的形式運(yùn)行Matlab代碼 Maltab讀入var.txt，將參數(shù)導(dǎo)入，計(jì)算，將結(jié)果輸出到 res.txt Isight讀入res.txt，然后刪除res.txt文件 所有的操作都是基于唯一的工作目錄（E:crtModelPATAC）SimCode參數(shù)配置參數(shù)配置輸入文件配置SimCode參數(shù)配置參數(shù)配置輸出文件配置Isight基本框圖基本框圖OS Command用于刪除原有的res.txt文件SimCode用于完成文件讀取，Matlab運(yùn)