a
13
作业
完成各个子系统的建模。下节课将这些子系统 组装成一个完整的发动机模型。
a
14
实战1：一个发动机模型
Simulink throttle
模型：
part1
theta
dotmai
Pm
mai
part3
Terminator1
dotmai dotPm
dotmao
Pm
part4
Terminator2
N
dotmao
1
s
Pm
mao
part5
Terminator3
Integrator
Terminator
T_load part2
T_eng N
T_load
part7
a
N
edge180
valve timing
ma T_eng
N
part6 30/pi
Gain
mass(k)
mass(k+1)
trigger
compression
a
12
实战1：一个发动机模型
用到的模块一览：
1. 关系运算符 Relational Op.
2. 积分器
Integrator
3. 饱和环节
Saturation
4. 单位延迟
Unit Delay
5. 初始条件
IC
6. 函数
Fcn
7. 子系统
SubSystem
8. 输入
In1Biblioteka 9. 输出Out110. 触发器
N
dotmao
1
s
Pm
mao
part5
Terminator3
Integrator
Terminator
T_load part2
a
T_eng N
T_load
part7
N
edge180
valve timing
ma T_eng
N
part6 30/pi
Gain
mass(k)
mass(k+1)
trigger
compression
a
17
实战1：一个发动机模型
发动机
转速闭
speed set point
环控制
模型
Desired rpm Throttle setting
N
PI controller
theta
dotmai
Pm
mai
part3
Terminator1
dotmai dotPm
dotmao
Pm
part4
Terminator2
参数定义：
Tf
a
22
实战2：离合器接合/分离模型
摩擦扭矩：
最大动摩擦扭矩：
最大静摩擦扭矩：
对于非金属材 料的当量半径
a
23
实战2：离合器接合/分离模型
离合器保持接合所需要的摩擦扭矩：
a
24
实战2：离合器接合/分离模型
接合/分离的有限状态机（FSM）：
接合条件 分离条件 原状态 执行动作 lock unlock mem locked
根据下列数学模型，用 Simulink 建模仿真。
1. 节气门开度（输入）：
2. 负载扭矩（输入）：
a
6
实战1：一个发动机模型
3. 进入进气歧管的空气质量速度：
a
7
实战1：一个发动机模型
4. 进气歧管的压力变化速度：
a
8
实战1：一个发动机模型
5. 离开进气歧管的空气质量速度（即进入气缸的空 气质量速度）：
MinMax
9. 判正负
Sign
10. 汇总器
Mux
11. 开关
Switch
Sources Sources Sinks Sinks Math Operations Math Operations Math Operations Math Operations Math Operations Signal Routing Signal Routing
Scope1
15
Scope
实战1：一个发动机模型
仿真结果分析：
1. 负载减小，发动机转速升高并趋于稳定； 2. 节气门开度增加，发动机转速升高并趋于稳定； 3. 负载增大，发动机转速下降并趋于稳定。
2
3
1 发动机转速曲线
a
16
实战1：一个发动机模型
发动机转速闭环控制
加入一个离散控制器（PI控制器），通过一个快速节 气门执行器调节发动机转速，使得负载转矩的变化对 发动机转速的影响最小。
x(t)ue2t
a
3
基本步骤
1. 启动 MATLAB
2. 启动 Simulink
3. 新建一个模型
4. 保存模型
5. 选择合适的模块
6. 模块操作
7. 信号线操作
8. 仿真参数设置
9. 开始仿真
a
4
扩展步骤
1. 示波器设置 2. 多个示波器分别显示多条曲线 3. 在一个示波器中显示多条曲线
a
5
实战1：一个发动机模型
第5章 Simulink仿真实战
——车辆典型部件建模仿真
（10学时）
a
1
内容概览
1. 引例：用 Simulink 对微分方程建模仿真 2. 一个发动机模型 3. 离合器接合/分离模型 4. 防抱死制动系统（ABS） 5. 半车模型悬架系统
a
2
引例
用 Simulink 对下列微分方程进行建模仿真
x 2xu（u 为常数）
Trigger
Logic & Bit Op. Continuous Discontinuites Discrete Signal Attributes User-Defined Fcn Ports & Subsystems Ports & Subsystems Ports & Subsystems Ports & Subsystems
说明
0
0
0
0
保持分离态
0
0
1
1
保持接合态
0
1
0
0
保持分离态
0
1
1
0
切换至分离态
1
0
0
1
切换至接合态
1
0
1
1
保持接合态
1
1
0
1
切换至接合态
1
1
1 a0
切换至分离态
25
实战2：离合器接合/分离模型
基本模块介绍：
使能子系统：当使能端口的控制信号为正时，子系统 执行（sys_enable.mdl）；
触发子系统：子系统只在触发事件发生的时刻执行， 并保持该时刻的输出直至下一次触发事 件发生（sys_trigger.mdl）；
Scope1 Scope
18
实战1：一个发动机模型
发动机转速闭环控制
发动机转速曲线 负载扭矩曲线
节气门开度曲线
a
19
作业
建立一个完整的带 PI 转速控制器的 Simulink 发动机模型（可参考 enginewc.mdl） 。
a
20
实战2：离合器接合/分离模型
一个离合器集中参数模型
a
21
实战2：离合器接合/分离模型
a
9
实战1：一个发动机模型
6. 发动机扭矩：
a
10
实战1：一个发动机模型
7. 发动机角加速度：
a
11
实战1：一个发动机模型
用到的模块一览：
1. 常量
Constant
2. 阶跃
Step
3. 示波器
Scope
4. 终端
Terminator
5. 增益
Gain
6. 加减
Sum
7. 乘除
Product
8. 求最值
逻辑运算“NOT”：（sys_not.mdl）；