车辆仿真软件
carsim软件介绍-
CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件，CarSim模型在计算机上运行的速度比实时快3-6倍，可以仿真车辆对驾驶员，路面及空气动力学输入的响应，主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性，同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程，详细的定义整车各系统的特性参数和特性檔。CarSim软件的主要功能如下：
n 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；
n 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；
n 可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析；
n 可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果；
n 包括图形化数据管理接口，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；
n 程序稳定可靠；
n 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, CarSim RT 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；
n 先进的事件处理技术，实现复杂工况的仿真；
n 友好的图形用户接口，可快速方便实现建模仿真；
n 提供多种车型的建模数据库；
n 可实现用户自定义变量的仿真结果输出；
n 可实现与simulink的相互调用；
n 多种仿真工况的批运行功能；
CarSim特点
1、使用方便
软件的所有组成部分都由一个图形用户接口来控制。用户通过点击“Run Math Model”来进行仿真。通过点击“Animate”按钮可以以三维动画形式观察仿真的结果。点击“Plot”按钮可以察看仿真结果曲线。很短的时间内，你就可以掌握CarSim的基本使用方法，完成一次简单仿真并观察仿真结果。
所要设置或调整的特性参数都可以在图形接口上完成。150多个图形窗口使用户能够访问车辆的所有属性，控制输入，路面的几何形状，绘图及仿真设置。利用CarSim的数据库建立一个车辆模型并设置仿真工况，在很短的时间内即可完成。在数据库里有一系列的样例并允许用户建立各种组件、车辆及测试结果的库檔。这一功能使得用户能够迅速地在所做的不同仿真之间切换，对比仿真结果并作相应的修改。
车辆及其参数是利用各种测试手段所得到的数据和表格，包括实验测试及悬架设计软件的仿真测试等。CarSim为快速建立车辆模型提供了新的标准。
2、报告与演示
CarSim输出的资料可以导出并添加到报告、excel工作表格及Pow
erPoint演示中。仿真的结果也可以很方便
地导入到各种演示软件中。
3、快速
CarSim将整车数学模型与计算速度很好地结合在一起，车辆模型在主频为３GHz的PC机上能以十倍于实时的速度运行。速度使得CarSim很容易支持硬件在环（HIL）或软件在环(SIL)所进行的实时仿真。CarSim支持Applied Dynamics Internatinal(ADI), A&D, dSPACE, ETAS, Opal-RT及其它实时仿真系统。CarSim这一快速特性也使得它可以应用于优化及试验设计等。
4、精度及验证
CarSim建立在对车辆特性几十年的研究基础之上，通过数学模型来表现车辆的特性。每当加入新的内容时，都有相应的实验来验证。使用CarSim的汽车制造商及供货商提供了很多关于实验结果与CarSim仿真结果一致性的报告。
5、标准化及可扩展性
CarSim可以在一般的Windows系统及便携式计算机上运行。CarSim也可以在用于实时系统的计算机上运行。数学模型的运动关系式已经标准化并能和用户扩展的控制器，测试设备，及子系统协调工作。这些模型有以下三种形式：
n Carsim函数自带的内嵌模块。
n 嵌入模型的MATLAB/Simulink S-函数
n 具有为生成单独EXE檔的可扩展Ｃ代码的库檔
6、有效、稳定、可靠
CarSim包括了车辆动力学仿真及观察结果所需的所有工具。MSC利用先进的代码自动生成器来生成稳定可靠的仿真程序，这比传统的手工编码方式进行软件开发要快很多。
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advisor目录
ADVISOR的主要功能和特点
ADVISOR的仿真策略
ADVISOR(Advanced VehIcle SimulatOR,高级车辆仿真器)是由美国可再生能源实验室NREL(National RenewableEnergy Laboratory)在MATLAB和SIMULINK软件环境下开发的高级车辆仿真软件。 该软件从1994年11月份开始开发和使用,最初是用来帮助美国能源部DOE(DepartmentofEnergy)开发某混合动力汽车的动力系统,随后功能逐渐扩展,目前最新的正式版本ADVISOR2002可以对传统汽车、纯电动汽车和混合动力汽车的各种性能作快速分析,是世界上能在网站上免费下载和用户数量最多的汽车仿真软件。由于该软件通过大量的实践被证实具有较好的实用性,现在世界上许多生产企业、研究机构和高校都在使用该软件做汽车仿真方面的研究。
编辑本段ADVISOR的主要功能和特点
ADVISOR是MATLAB和SIMULINK软件环境下的一系列模型、数据和脚本文件,它在给定的道路循环条件下利用车辆各部分参数,能快速地分析传统汽车、纯电动汽车和混合动力汽车的燃油经济性、动力性以及排放性等各种性能。此外,该软件的开放性也允许对用户自定
义的汽车模型和仿真策略做仿真分析。它主要有以下特点: (1)仿真模型采用模
块化的思想设计。ADVISOR软件分模块建立了发动机、离合器、变速器、主减速器、车轮和车轴等部件的仿真模型,各个模块都有标准的数据输入/输出端口,便于模块间进行数据传递,而且各总成模块都很容易扩充和修改,各模块也可以随意地组合使用,用户可以在现有模型的基础上根据需要对一些模块进行修改,然后重新组装需要的汽车模型,这样会大大节省建模时间,提高建模效率。 (2)仿真模型和源代码全部开放。ADVISOR2002的仿真模型和源代码在全球范围内完全公开,可以在网站上免费下载。用户可以方便地研究ADVISOR的仿真模型及其工作原理,在此基础上根据需要修改或重建部分仿真模型、调整或重新设计控制策略,使之更接近于实际情形,得出的仿真结果也会更合理。 (3)采用了独特的混合仿真方法。现在的汽车仿真方法主要有前向仿真和后向仿真两种,仿真软件也多采用其中的一种方法,使两种方法优劣不能互补,而ADVISOR采用了以后向仿真为主、前向仿真为辅的混合仿真方法,这样便较好地集成了两种方法的优点,既使仿真计算量较小,运算速度较快,同时又保证了仿真结果的精度。 (4)在MATLAB和SIMULINK软件环境下开发研制。MATLAB是世界上顶尖的可视化科学计算与数学应用软件,其语法结构简单、数值计算高效、图形功能完备,集成了诸多专业仿真工具包,而且它还提供了方便的应用程序接口(API),用户可以在MATLAB环境下直接调用C、Fortran等语言编写的程序。MATLAB内置的计算程序、专业的仿真工具以及与其他应用程序的接口,会减少汽车模型的搭建和仿真计算过程中工作量,同时也方便了熟悉不同编程语言的用户之间的合作。 (5)能与其他多种软件进行联合仿真(Co-simulation)。汽车是一个复杂的系统,其仿真更是涉及机械、电子、控制等多个领域,工作量很大,ADVISOR软件开发过程中也难以涉及所有领域,这样就限制了它一些功能的实现。但是ADVISOR设计了开放的软件接口,能与Saber、Simplorer、VisuaDOC、Sinda/Fluint等软件进行联合仿真,为用户改进和拓展其功能提供了方便。 虽然ADVISOR软件也有一些缺陷,例如,它的部件模型都是准静态的(quasi-static),不能预测小于十分之一秒左右时间范围内的一些现象;机械振动、电磁振荡等许多动态特性也不能通过ADVISOR软件进行仿真,但它的优越性仍然吸引了国内外的众多用户。 要正确使用ADVISOR软件,就必须深入了解它的仿真策略和掌握它的操作方法,下面将从这两点着重介绍。
编辑本段ADVISOR的仿真策略
ADVISOR采用了独特的将后向仿真和前向仿真相结合的混合仿真方法,以后向仿真为主,前向仿真为辅。它首先进行后向
仿真,沿着与实际功率流相反的方向,根据道路循环的要求,向整车模块发出速度和转矩请求,整车模块再向车轮和车轴模块、主减速器模块、变速器模块等逐级发出请求,直到动力源模块(发动机和蓄电池等),计算出动力源所能提供的功率。然后进行前向仿真,沿着实际功率流的方向,从动力源模块出发直至车轮与车轴模块,逐级传递当前部件能提供给下一级部件的速度值和扭矩值,最后计算出汽车的实际速度。 下面以传统汽车模型为例来说明它的整个仿真过程,图1为SIMULINK环境下某传统汽车的仿真模型。该模型中箭头方向代表仿真数据传递方向,数据自左向右传递代表后向仿真路径,数据自右向左传递代表前向仿真路径。 ADVISOR首先进行后向仿真。由道路循环模块(drive cycle)提供给汽车所应该满足的行驶轨迹,向整车模块(vehicle)请求所需的速度,整车模块利用汽车行驶方程式计算出满足这一速度请求所需的车轮转速和力,再向车轮和车轴模块(wheel and axle)发出请求,请求沿后向路径逐级向上级模块主减速器模块(final drive)、变速器模块(gearbox)、离合器模块(clutch)、机械负载模块(Mechanical AccessoryLoads)等传递,直到发动机模块(fuelconverter,燃料转换器),计算出需要发动机提供的实际功率,由此完成了后向仿真过程。后向仿真不需要驾驶员模型,计算速度也很快,但是由于仿真过程中所使用的各种特性参数都是在稳态时测定的,该方法并不能用于实际行驶状态下汽车的动态仿真。 在完成后向仿真后,ADVISOR便进行前向仿真。它首先从发动机模块开始,将后向仿真计算出的发动机功率沿前向路径传递给机械负载模块,所获得的扭矩和转速传递给下一级模块,所得仿真数再逐级向下传递直到车轮和车轴模块,从而计算出汽车的实际速度。前向仿真包括驾驶员模型,考虑了请求速度和当前速度,更接近于汽车的实际状况,计算结果较后向仿真更为准确,但这种仿真方法会增加计算量,使运行速度减慢,而且传动系统的功率计算还要依赖与汽车的实际状态。 后向仿真和前向仿真各有优缺点,ADVISOR采用后向仿真为主,前向仿真方为辅的混合仿真方法,将两种仿真方法较好地结合起来,既使计算量较小,同时又保证了仿真结果的精度。