CarSim Training4——Carsim Tools介绍
carsim空气阻力系数
carsim空气阻力系数
摘要：
1.空气阻力对汽车性能的影响
2.carsim 软件介绍
3.如何使用carsim 计算空气阻力系数
4.结果分析与讨论
正文：
汽车在行驶过程中，空气阻力对其性能有着重要影响。
降低空气阻力，可以减少汽车的能耗，提高燃料效率，同时也有助于车辆高速行驶时的稳定性。
为了更好地研究这一问题，carsim 软件应运而生，它可以帮助我们计算汽车的空气阻力系数。
carsim 是一款功能强大的汽车系统仿真软件，可以进行多种仿真分析，如空气动力学、热力学、操控稳定性等。
下面将详细介绍如何使用carsim 计算空气阻力系数。
首先，打开carsim 软件，创建一个新的模型。
在模型中添加所需的汽车零部件，如车身、轮胎、发动机等。
接下来，设置车辆的外形参数，如长、宽、高、形状等。
同时，还需要设置汽车的行驶速度、风速等环境条件。
完成模型创建后，进入仿真分析阶段。
在carsim 中，可以通过两种方法计算空气阻力系数：一是通过计算各个部件的阻力，然后求和得到总阻力；二是通过计算汽车表面的压力分布，进而求解阻力。
两种方法均可得到较为准确的结果。
仿真完成后，carsim 会生成详细的报告，其中包括空气阻力系数的大小以及阻力随速度、攻角等参数的变化规律。
通过分析这些数据，我们可以得出降低空气阻力的有效手段，如优化车身形状、减小轮胎宽度等。
总之，利用carsim 软件可以方便地计算汽车的空气阻力系数，为汽车性能优化提供了有力支持。
carsim制动系统的配置
Carsim 中制动系统的配置这种制动模式比基本的制动系统型号包括更多的细节。
系统的输入是驾驶员踏板力而不是主缸压力。
踏板位移的计算基于四轮缸的流体总流量的输出。
计算顺序以图形方式显示在屏幕上的流程图中（图1）主缸输入力通过将驾驶员的踏板力乘以机械杆比来计算：Fboost _ in=Fdriver _ pedal⨯Pedal lever ratio一阶延迟由时间常数指定，并作为主气缸力的函数应用于增压力的表的输出。
使用不同的时间常数，取决于制动器是否被施加或释放。
Fboost _ out =f booster (F boost _ in)when applywhen release∂Fmc=Fboost _ out-Fmc∂tapp∂FFboost _ out-Fmcmc =T∂trel主缸（M / C ）压力由M / C 输出力除以M / C 面积给出：P mc = Fmc(M / C diameter )2⨯ π / 4然后M / C 压力通过比例阀，作为输送压力到达轮胎卡钳：P del=fprop(P mc,Fz _ whl)主缸位移由所有车轮除以M / C 面积的轮缸体积的总和给出：X mc =V lf+V rf+V lr+Vrr(M / C diameter )2⨯ π / 4Xpedal= X mc ⨯ Pedal lever ratio其中Xmc 和Xpedal 分别是主缸位移和踏板位移。
每个车轮的轮缸体积（V ）在另一个屏幕中指定，制动器：卡尺和转子属性，从表示每个车轮的该屏幕链接，指定系统从输送压力到制动转矩的行为。
轮缸体积（V ）为：R P P c del/)(Q -=；⎰=Qdt V式中P del 为传递的压力，Pc 为当前轮缸的压力，R 为effective resistance 。
Carsim_Trucksim
Carsim/Trucksim相关说明一、Carsim/Trucksim软件介绍MSC（Mechanical Simulation Corporation）成立于1996年,脱离于国际著名的科研机构UMTRI（密歇根大学交通运输研究所），主要创始人是国际知名的车辆动力学专家Thomas D. Gillespie，Michael Sayers和Steve Hann。
MSC是专业的汽车系统仿真软件开发公司，其主要商业产品是CarSim、TruckSim、BikeSim和SuspensionSim，该系列软件被国际上众多的汽车制造商、零部件供应商所采用，已成为汽车行业的标准软件，享有很高的声誉。
MSC自主开发了多刚体动力学软件VehicleSim，VehicleSim由人工智能语言LISP编写而成，它可以根据用户输入的简单系统定义,推导出复杂的多刚体机械系统动力学模型并生成相应的计算机程序，因而被广泛地应用在汽车、机器人和卫星等领域。
MSC利用VehicleSim 技术开发出CarSim、TruckSim和BikeSim。
另外，MSC公司有强大的技术队伍，可以为用户提供完整的解决方案。
二、Carsim/Trucksim功能作用Carsim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文件。
CarSim软件的主要功能如下：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； 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；可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析；可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果；包括图形化数据管理界面，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；程序稳定可靠；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；先进的事件处理技术，实现复杂工况的仿真；友好的图形用户界面，可快速方便实现建模仿真；提供多种车型的建模数据库；可实现用户自定义变量的仿真结果输出；可实现与simulink的相互调用；多种仿真工况的批运行功能；Trucksim介绍中型到重型的卡车，客车和挂车动力学特性的仿真和分析，可以利用Trucksim软件包来进行，Trucksim与Carsim在操作上非常相近，但也有一些重要区别。
CarSim介绍
建于1996年 是从UMTRI（密西根大 学交通运输研究所)脱离 出来的 专门研究汽车动力学软 件的专业公司
CarSim 背景
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.
CarSim
专门针对车辆动力学的仿真软
件
Parking torque (steering torque sensitive to the vehicle speed)
转向力矩
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.
制动系统的建模
车轮载荷
轮胎滑移率
制动踏板输入 比例阀
ABS 控制
制动轮缸 压力
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.
CarSim 介绍
CarSim 介绍
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.
OUTLINE
➢CarSim总体介绍 ➢CarSim软件结构 图形用户界面 车辆数学模型 仿真器
ω gF
簧载质量的转动自由度(X,Y,Z) 3
非簧载质量自由度
4
车轮旋转自由度
4
传动系旋转自由度
1
轮胎瞬态特性自由度
8
制动压力自由度
4
总数
27
CarSim的车辆模型（续）
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.
选择悬架的类型
悬架的建模
不同的悬架采用不同的数学模型 独立悬架 非独立悬架
CarSim介绍PPT课件
制动性与平顺性等)，总结同类车型的优缺点， 并提控软制件出策在一略环的个开更发与具有竞争力的整车设计零架部实目件验标样及件硬。试件制在与环台Leabharlann 确定总体设计方案.
19
子系统与零部件的设计指标
整车及系统的设计目标
子系统与零部件的 设计指标
部件组装与样车 路面试验
.
11
车辆模型的简化
刚体
簧载质量 非簧载质量 车轮 发动机 总数
自由度
1
簧载质量的移动自由度 (X,Y,Z) 3
4
簧载质量的转动自由度(X,Y,Z) 3
4
非簧载质量自由度
4
1
车轮旋转自由度
4
10 传动系旋转自由度
1
轮胎瞬态特性自由度
8
制动压力自由度
4
总数
27
.
12
Simulink/LabVIEW
量产
根据整车性能指标，可以在CarSim中选择不同性能 的各主要部件(发动机、悬架总成布置、车身外形尺 寸控软等制件)策在进略环行的开整发车与 仿真试验，从中确定零架各部实件验子样及系件硬试件统制在与与环台零部 件的设计指标。
确定总体设计方案
.
20
控制策略的开发与软件在环
整车及系统的设计目标
量产
CarSim可以很方便的与Ma部t件la组b装/S与i样m车ulink连接进行 联合仿真。因此在控制策略路的面试开验发阶段就可以把 Matlab/Sim子设u系计l统指in与标k零开部件发的的控制策略与CarSim的整车模
子系统与零部件的 设计指标
部件组装与样车 路面试验
量产
控制策略的开发与 软件在环
TruckSim Training4—— 操稳国标及Trucksim实现
谢谢！
support.carsim@
support.carsim@
转向瞬态响应试验（转向盘角脉冲输入） ——GB-T 6323.3-1994-T
support.carsim@
转向盘角脉冲输入TruckSim 实现
速度控制：恒速，65-80km/h 制动控制：无 换挡控制：自动档 转向控制：角脉冲输入，角大小可以根据侧向加速度是否为 0.4g来调整
稳态回转试验——GB-T 6323.6-1994
support.carsim@
稳态回转试验TruckSim 实现
速度控制：先匀速，之后匀加速 制动控制：无 换挡控制：自动档 转向控制：驾驶员模型路径跟随，对准圆周，记下转向盘转角， 之后改用转角输入
support.carsim@
速度控制：先匀加速，侧向加速度达到4m/s^2后，恒速控制 制动控制：无 换挡控制：自动档 转向控制：先用驾驶员模型，绕15m的圆周，待侧向加速度达到 4m/s^2后，稳定3S后松开转向盘，改用转向盘力矩输入 通过Event实现
support.carsim@
转向回正性能试验(高速)TruckSim 实现
support.carsim@gmail.Байду номын сангаасom
转向瞬态响应试验（转向盘角阶跃输入） ——GB-T 6323.2-1994-T
support.carsim@
转向盘角阶跃输入TruckSim 实现
速度控制：恒速,最高车速的70%，并四舍五入到10的整数倍 制动控制：无 换挡控制：自动档 转向控制：角阶跃输入
转向轻便性试验——GB-T 6323.5-1994（续）
support.carsim@
CarSim软件入门与精通
6
2015/7/26
CarSim及应用
3
2016/7/26
File(文件) 下拉菜单 Import Parsfile (Any Export Type)：导入任何
料
库的快捷方式 Re-Index This Library：重新索引此库 Re-Index Entire Database：重新索引整个资
料库 Re-Write This Library：重写此库
11
2015/7/26
CarSim及应用
Tools(工具) 下拉菜单 Re-Write Entire Database：重写整个资料库 Lock Everything：锁定所有 Un-Lock Everything：解锁所有 Decrypt Existing Encrypted Parsfile：解密 存在的加密Par文件 License Settings：许可设置 Alternate Library Folder Locations：改变库文件 夹位置
2016/7/26
CarSim
CarSim 及应用
cxbg16819@ 汽车工程学院
1
2015/7/26
CarSim及应用
CarSim软件功能
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 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 可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析 可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果 包括图形化数据管理界面，车辆模型求解器，绘图工具，三维动画回放工
CarSim介绍
轮胎建模
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.
转向系统的建模
车轮转角
Out
Out
In
In
+变
转 转
传动 盘输
+变
转向系统的建模
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.
转向力矩
Parking torque (steering torque sensitive to the vehicle speed)
仿真图形用户界面
由150多个图形界面组成 每个图形界面都对应着相 应的数据文件 可以像浏览网页一样查看 各界面 用下拉菜单选择相应的数 据库 在屏幕上指定各模型参数 所有界面都有在线帮助 可以利用已有的数据，并 在其基础上做相应的改变
仿真图形用户界面
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.
图形用户界面
车辆数学模型求解器 仿真器
CarSim的主要结构
图形用户界面用于定义车辆的特性参 数及仿真工况 数学模型用来仿真求解
计算结果的绘图软件
用仿真器进行三维动画回放 专门的仿真曲线绘图软件 CarSim的结构 的结构
AuTek Automobile Technology (Jilin) CO., LTD.
MacAdam’s 驾驶员模型
target path driver model Full response uc Full vehicle dynamics simulation u fo X v , Y v, V x , V y , ψ, ψ , u fo , u ro
carsim建模仿真手册
carsim建模仿真手册一、引言Carsim（Car Simulation）是一个用于汽车动力学仿真的软件。
它提供了一个精确且强大的模型，可用于模拟汽车的动态行为。
本文档旨在提供使用Carsim进行建模仿真的基本指南。
二、Carsim介绍Carsim是由意大利的Simulink和MathWorks公司共同开发的。
它基于Simulink平台，允许用户使用图形界面进行建模和仿真。
Carsim提供了丰富的车辆模型库，包括车辆动力学、轮胎模型、驾驶员模型等，使得用户能够快速构建复杂的车辆系统模型。
三、建模步骤1.建立车辆模型：首先，需要在Carsim中定义车辆的几何形状、质量和惯性等参数。
这些参数对于车辆的动力学行为至关重要。
2.添加轮胎模型：轮胎是车辆与地面接触的关键部分，其行为对车辆的操控性和稳定性有重要影响。
Carsim提供了多种轮胎模型，用户可以根据需要选择和调整。
3.定义驾驶员模型：驾驶员模型用于模拟驾驶员的驾驶行为，如加速、制动和转向等。
Carsim提供了多种驾驶员模型，用户可以根据实际需求进行选择和调整。
4.连接模型：将上述各个部分连接起来，形成一个完整的车辆系统模型。
连接时需确保所有输入和输出信号的一致性。
四、仿真与结果分析1.运行仿真：设置仿真参数，如仿真时间、步长等，然后开始仿真。
2.查看仿真结果：仿真结束后，可以查看各种输出数据，如速度、加速度、横摆角速度等。
这些数据可以用于评估车辆的性能和操控性。
3.结果分析：根据仿真结果，可以对车辆的设计进行优化。
例如，调整轮胎参数或驾驶员模型参数，以改善车辆的操控性或燃油经济性。
五、结论Carsim为汽车动力学建模仿真提供了一个强大的工具。
通过遵循上述步骤，用户可以快速构建复杂的车辆系统模型，并进行仿真和分析。
这对于车辆设计、开发和测试具有重要意义。
Carsim学习笔记
Carsim学习笔记1、The LTARG Configurable FunctionBikeSim，CarSim和TruckSim包含一个可配置函数LTARG，该函数根据位置S 计算横向偏移量L.此函数最初用于定义闭环路径跟随器模型的目标路径，以便轻松定义车道变化以及其他基于参考路径的目标。
LTARG功能还用于控制移动物体的运动，而且相对于参考路径来表示交通车辆，车道标记以及其他特征。
该函数的形式为LTARG（0，S，ID），其中S是位置，ID是1到100之间的数据集编号。
当为函数指定信息（常量，S-L值表等）时，将系统索引参数ILTARG设置为相关的数据集编号（ID）。
参数N_LTARG是将在记录文件中显示的LTARG数据集的数量。
默认值是1; 它可以设置为任何正数，最多为100.（此参数在“驱动程序模型：转向控制器”部分的记录文件中列出，如后面的图3所示。
）2、Using VS Reference PathsVS参考路径对道路描述是必不可少的，如下一节所述。
它们也用于驱动程序模型，并用于控制可能添加到模型中的移动对象。
为了支持涉及多个路径的模拟场景，每个路径都包含一个带有用户定义的ID 号码的参数PATH_ID。
用于道路，驾驶员模型或使用此ID 号码指定的移动物体的路径。
默认情况下，ID被设置为创建的路径的编号; 第一个路径有PATH_ID（1）= 1; 第二个有PATH_ID（2）= 2; 然而，构建具有多个路径和/或道路的模型的高级用户可以分配多个其他数字用于涉及不同路径集合的模拟。
例如，如果PATH_ID（3）= 123，则无论路径何时相对于其他路径被定义，ID号123都被用于仿真。
（这可能不是在不同模拟中的第三条路径。
）每个VS模拟将包括至少一个参考路径。
如果数学模型的输入不包含任何路径，那么在初始化过程中将自动添加默认路径，该路径是一个以零标题为导向的直线，以便S =全局X和L =全局Y.。
carsim中的测试用例
carsim中的测试用例Carsim测试用例Carsim是一种用于汽车动力学仿真和性能评估的软件工具。
它可以模拟车辆在不同路况和驾驶条件下的运动行为，并提供详细的性能指标和分析结果。
在进行Carsim测试时，通常会使用一系列测试用例来评估车辆的各种动态性能。
以下是一些常见的Carsim测试用例。
1. 直线行驶测试：在这个测试用例中，车辆将以恒定的速度在直线道路上行驶。
通过分析车辆的加速度、速度和车身姿态等参数，可以评估车辆的稳定性和操控性能。
2. 曲线行驶测试：在这个测试用例中，车辆将以一定的速度在曲线道路上行驶。
通过分析车辆的横向加速度、侧滑角和操纵输入等参数，可以评估车辆的操控能力和抓地力。
3. 制动测试：在这个测试用例中，车辆将以一定的速度行驶，然后进行紧急制动。
通过分析车辆的制动距离、制动时间和制动力等参数，可以评估车辆的制动性能和安全性能。
4. 加速测试：在这个测试用例中，车辆将从静止状态开始加速，加速到一定的速度。
通过分析车辆的加速时间、加速度和动力输出等参数，可以评估车辆的加速性能和动力性能。
5. 变道测试：在这个测试用例中，车辆将在高速公路上进行变道操作。
通过分析车辆的侧向加速度、转向角和操纵输入等参数，可以评估车辆的稳定性和操纵性能。
6. 悬挂系统测试：在这个测试用例中，车辆将通过不同类型的路面，如平整路面、凹凸不平的路面和颠簸的路面。
通过分析车辆的车身加速度、悬挂行程和轮胎负荷等参数，可以评估车辆的悬挂系统性能和乘坐舒适性。
7. 转向系统测试：在这个测试用例中，车辆将进行转向操作，如直线行驶时的转向、曲线行驶时的转向和紧急避让时的转向。
通过分析车辆的转向角、转向速度和操纵输入等参数，可以评估车辆的转向系统性能和操纵性能。
8. 稳态漂移测试：在这个测试用例中，车辆将在特定的路况下进行稳态漂移操作。
通过分析车辆的侧向加速度、侧滑角和操纵输入等参数，可以评估车辆的操纵能力和稳定性能。
carsim软件介绍
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。
carsim白皮书
carsim白皮书以下是一篇关于CarSim白皮书的文章： CarSim白皮书：驾驶模拟技术的最新进展 CarSim白皮书旨在阐述驾驶模拟技术的发展趋势，以及如何在各种应用场景中为交通行业提供高效的仿真解决方案。
本文将探讨驾驶模拟技术的现状、挑战以及未来发展方向。
一、引言 随着科技的不断进步，驾驶模拟技术在交通领域的研究与应用日益广泛。
CarSim作为业界领先的驾驶模拟软件，已在全球范围内为汽车制造商、研究机构和企业提供了可靠的仿真解决方案。
本白皮书旨在概述CarSim的技术特点、应用领域以及在驾驶模拟领域的最新进展。
二、驾驶模拟技术的发展现状1.高保真度驾驶模拟器：随着计算机技术的提升，高保真度驾驶模拟器的精度越来越高，可以真实还原驾驶员在各种道路条件下的驾驶体验。
2.先进驾驶辅助系统（ADAS）：ADAS已成为现代汽车安全的重要组成部分。
CarSim支持多种ADAS功能的仿真，为研发人员提供验证和优化方案。
3.自动驾驶技术：CarSim支持自动驾驶技术的仿真，涵盖感知、决策、控制等各个环节，有助于加速自动驾驶汽车的研发与测试。
三、驾驶模拟技术的挑战与对策4.实时性：在复杂的交通场景中，驾驶模拟器需要具备高度的实时性，以满足不断变化的交通状况。
CarSim通过优化算法和硬件配置，确保实时性的需求得到满足。
5.系统复杂性：随着驾驶辅助系统和自动驾驶技术的不断发展，驾驶模拟器的系统复杂性也在不断提高。
CarSim通过模块化和可扩展的设计，降低了系统复杂性带来的挑战。
6.数据处理与分析：大量的传感器和车载系统数据需要高效处理和分析。
CarSim提供丰富的数据接口和分析工具，助力研发人员挖掘潜在价值。
四、未来发展方向7.5G技术：5G的高速、低延时特性将为驾驶模拟技术带来新的机遇，有望实现跨地域的实时驾驶模拟数据传输。
8.人工智能：通过将人工智能技术应用于驾驶模拟，有望提高模拟的精度和可靠性，进一步降低交通事故的发生。
CarSim软件使用培训
Run
数据输出配置文件设置
后处理
1、动画 2、图形及数据处理
车体
动力传动及制动（概）
转向系
原理图
悬架及轮胎（重点）
C特性 K特性
注：可外接轮胎模型（例：Unitire轮胎模型）
Example
由ADAMS悬架模型，提取K&C特性，建立 CarSim整车模型悬架部分（也可通过K&C试验台 测得数据）
CarSim
专门针对车辆动力学的仿真软件 车辆对驾驶员输入、路面输入 及空气动力学输入的响应 车辆动力学：操纵稳定性、动力 性、经济性、制动性、平顺性 在 Windows环境下运行 实时的硬件在环测试
CarSim软件的特点
使用方便 运算迅速 仿真精确
CarSim-介绍
控制策略的开发与 软件在环
零部件样件试制与台 架实验及硬件在环
确定总体设计方案
2021/7/1
23
部件组装与样车路面试验
整车及系统的设计目标
量产
部件组装与样车
子系统与零部件的
路面试验
在进行实车设路计面指标试验时，可以利用CarSim进行同步
仿真测试。当实车路面试验出现异常情况时可以利用
CarSim的仿真快速地发现原因并提出解决方案。
2021/7/1
8
CarSim 的结构
Graphical database
▪图形用户界面用于定义车辆的特 性参数及仿真工况
▪数学模型用来仿真求解
▪用仿真器进行三维动画播放，用 绘图软件绘制结果曲线
2021/7/1
9
CarSim 的数学模型
惯量测试
轮胎测试
▪建立在UMTRI三十多年的研究基础之上
建模, 算法, &
零部件样件试制与台 架实验及硬件在环
确定总体设计方案
2021/7/1
22
零部件样件试制与台架实验及硬件在环
整车及系统的设计目标
量产
利用CarSim RT可以很方便部路地件面组试将装验与各样零车部件样机与 CarSim的汽子系车统模与零型部件进的行硬件在环实时仿真测试， 以检验各主设要计指零标部件与整车的匹配情况，并提出
2021/7/1
3
MSC 公司产品
CarSim
— 针对四轮汽车、轻卡、赛车
BikeSim
— 针对摩托车
TruckSim
— 针对多轴、双轮胎的卡车
SuspensionSim
— 针对悬架
2021/7/1
Carsim整车建模的参数
一车体空载情况下的车体信息(1）簧上质量的质心距前轴的距离mm (2）簧上质量质心距地面的高度mm (3）轴距mm(4）质心的横向偏移量mm(5）簧载质量kg(6）对x轴的极惯性矩（lxx）kg-m2 (7）对y轴的极惯性矩（lyy）kg-m2 (8）对z轴的极惯性矩（lzz）kg-m2 (9）对x、y轴的惯性积（lxy）kg-m2 (10）对x、z轴的惯性积（lxz）kg-m2 (11）对y、z轴的惯性积（lyz）kg-m2二空气动力学(1）空气动力学参考点X mm(2）空气动力学参考点Y mm(3）空气动力学参考点Z mm(4）迎风面积 m2(5）空气动力学参考长度 mm(6）空气密度 kg/m3(7）C Fx（空气动力学系数）与slip angle (行车速度方向与空气流动方向的夹角)的关系(8）C Fy与slip angle的关系(9）C Fz与slip angle的关系(10）CMx与slip angle的关系(11）CMy与slip angle的关系(12）CMz与slip angle的关系三传动系1 最简单的一种(1）后轮驱动所占的比值，为1时，后轮驱动；为0时，前轮驱动(2）发动机的功率KW2 前轮驱动或后轮驱动1）发动机特性(1）各个节气门位置下，发动机扭矩（N-m）与发动机转速（rpm）的关系(2）打开节气门的时间迟滞sec(3）关闭节气门的时间迟滞sec(4）曲轴的旋转惯量kg-m2(5）怠速时发动机的转速rpm2）离合器特性a 液力变矩器(1）扭矩比（输出比输入）与速度比（输出比输入）的关系(2）液力变矩器的参数1/K与速度比（输出比输入）的关系(3）输入轴的转动惯量kg-m2(4）输出轴的转动惯量kg-m2b 机械式离合器(1）输出的最大扭矩（N-m）与离合器接合程度（0代表完全结合，1代表完全分离）的关系(2）接合时间迟滞sec(3）分离时间迟滞sec(4）输入轴的转动惯量kg-m2(5）输出轴的转动惯量kg-m23）变速器(1）正向挡位和倒挡的传动比，转动惯量（kg-m2），正向传动与反向传动效率(2）中间挡的转动惯量（kg-m2）(3）换挡时间sec(4）各个挡位中低速齿轮的输出转速（rpm）与节气门开口位置的关系4）差速器(1）左右车轮扭矩差（N-m）与车轮速度差（rpm）的关系(2）抗扭刚度N-m/deg(3）抗扭阻尼N-m-s/deg(4）传动比(5）正反向的传动效率(6）驱动轴的惯性量kg-m2(7）半轴到左侧车轮的惯性量kg-m2(8）半轴到右侧车轮的惯性量kg-m2还包括传动系（不包括发动机）的自然频率（Hz）与阻尼率3 四轮驱动与前轮驱动相比，增加分动箱，其中包括：(1）前后轴的扭矩差（N-m）与前后轮的转速差（rpm）的关系(2）分配到后轮上的扭矩(百分比形式)(3）传动比(4）扭杆刚度N-m/deg(5）扭杆阻尼N-m-s/deg还包括传动系的正效率与逆效率四制动系统1 简单制动系统(1）制动力矩（N-m）与车轮汽缸压力(MPa)的关系,分左前轮，右前轮，左后轮，右后轮,为一比例常数或一条变化曲线(2）比例阀之后的管路压力(MPa)与其输入压力(MPa)的关系,分左前轮，右前轮,左后轮，右后轮,通常为一比例常数(3）流体动力学时间常数,包括左前，右前，左后，右后，单位为sec (4）流体迟滞,包括左前，右前，左后，右后，单位为sec(5）前后车轮ABS工作的滑移率区间(6）ABS工作截止的最低速度km/h(7）经ABS控制后输出的压力MPa2 考虑助力与热衰退的制动系统(1）比例阀输出压力（Mpa）与比例阀输入压力（Mpa）的关系，包括左前，左后，右前，右后(2）制动盘质量kg(3）在0摄氏度时制动盘的比热kJ/kg/C(4）单位温度升高比热的变化量kJ/kg/C2(5）制动钳压力（MPa）与制动钳体积（mm3）的关系(6）制动钳气缸中单位流量所产生的压力MPa/(mm3/s)(7）冷却系数(1/s)与车辆速度（km/h）的关系(8）不同制动盘温度（C）下，制动力矩（N-m）与制动轮缸压力（Mpa）的关系(9）控制策略（A型为调节主缸后的压力值；B型为调节比例阀后的管路压力；也可不控制）(10）四个车轮的制动盘初始温度（C）(11）空气温度（C）(12）助力后输出的力（N）与助力前输入的力（N）的关系，助力后输出的力为主缸压力(13）踏板的杠杆比(14）主缸直径mm(15）启动助力的时间迟滞sec(16）关闭助力的时间迟滞sec五转向系统1) 转向柱管系统：(1）转向柱管的惯性kg-m2(2）转向系统的惯量kg-m2(3）转向柱管阻尼Nm-s/deg(4）转向柱管干摩擦N-m(5）转向盘自由角行程deg2) 主销的几何特性：(1）汽车前进方向投影，主销轴线与半轴轴线的交点距车轮中心的距离mm，包括四个车轮(2）主销内倾角deg(3）主销后倾角deg(4）水平路面行驶，汽车侧面投影中，车轮质心所驶过的直线与主销轴线的交点距车轮中心的距离mm3)前轮转向方式包括非助力齿条齿轮式和循环球式，助力齿条齿轮式和循环球式助力齿条齿轮式(1）齿条的行程(mm)与齿轮转角(deg)的关系(2）左右转向轮转角(deg)与齿条的行程(mm)的关系(3）因转向系统柔性所引起的转向角(deg)随主销力矩（N-m）的关系，主销力矩为左右主销力矩之和。
CarSim 笔记
Carsim软件●图形化数据库该图形库包括图形用户界面(SGUI)和图形数据管理系统，是CarSim的主要界面，包括整车模型数据库、控制输入(速度、转向、制动、油门、驾驶员模型、路面信息)数据库、仿真设置(仿真起始时间、距离和仿真频率)数据库。
共有150多组数据库连在一起构成CarSim总的数据库，每一个数据库都是通过不同的界面显示，使得软件易于操作使用。
●车辆数学模型及求解器密歇根大学交通运输研究所(UMTRI)的MichaelSayers博士为汽车及其它多体系统开发了世界上最先进的自动代码生成器。
UMTRI用这种自动代码生成器一AutoSim一构建车辆动力学方程，能很快地创建新模型或扩展现有模型，满足实时及优化的需求：同时能通过更新AutoSim产生新的代码，以迅速满足新的接口及操作系统的需求。
由AutoSim生成的零误差代码支持高精度的数学模型并具有高效的并行运算效率，可大大减少出错的几率，加强软件运算的可靠性，并提高软件的计算速度。
VehicleSim求解器可以迅速求解AutoSim产生的车辆模型运动方程式、计算输出变量、进行频谱分析(spectrumanalyzer)，同时求解器内嵌Simulink接口，结合精确数学车辆模型可实现快速的联合仿真。
●仿真动画显示器(SurfaceAnimator)通过动画模拟可显示每一时刻车辆的运行状态、车轮受力和车辆在不同环境(输入)下的动态响应。
新的动画软件SurfaceAnimator运用OpenGL技术，可表现出阴影路面，提供更快、更逼真的动画模拟效果，且易于输出到其它演示文档。
●绘图器(WindowsEngineeringPlotter)可以选择输出某些特性参数随时间或另一特性参数变化的曲线，能产生超过500组变量的仿真曲线，也可生成来自不同车辆模型数据库的仿真对比曲线，或将数据结果输出至其它的软件，如MATLAB、Excel。
与许多面向结构建模的动力学软件如MSC．ADAMS、Altair．MotionView不同，CarSim具有面向参数建模的特点。
carsim相关实验报告
carsim相关实验报告汽车模拟器（Carsim）相关实验报告引言：汽车模拟器（Carsim）是一种先进的虚拟仿真系统，可以模拟车辆在不同道路和环境条件下的行驶情况。
本实验旨在通过Carsim模拟器，对车辆的动力学性能、悬挂系统和制动系统等进行测试和分析，以便更好地理解汽车的行驶原理和优化车辆性能。
实验一：动力学性能测试在本实验中，我们选择了一辆普通轿车作为测试对象，通过Carsim模拟器进行动力学性能测试。
首先，我们设置了不同的车速和转向角度，观察车辆的加速度和转向响应。
实验结果表明，车辆的加速度与发动机功率和质量有关，而转向响应则受到转向系统和悬挂系统的影响。
通过调整这些参数，我们可以改善车辆的动力学性能，提高操控性和舒适性。
实验二：悬挂系统测试悬挂系统是车辆的重要组成部分，对车辆的行驶稳定性和舒适性有着重要影响。
在本实验中，我们通过Carsim模拟器测试了不同类型的悬挂系统对车辆行驶性能的影响。
实验结果显示，采用独立悬挂系统的车辆在通过颠簸路面时具有更好的悬挂性能，能够减少车身的倾斜和颠簸感，提高行驶的平稳性和舒适性。
而传统的刚性悬挂系统则对车辆的操控性能有一定的提升作用。
因此，在选择悬挂系统时，需要根据不同的需求进行权衡和选择。
实验三：制动系统测试制动系统是车辆安全性的关键因素之一，对车辆的制动距离和稳定性有着重要影响。
在本实验中，我们通过Carsim模拟器测试了不同制动系统对车辆制动性能的影响。
实验结果显示，采用盘式制动系统的车辆具有更短的制动距离和更好的制动稳定性，能够更有效地控制车辆的速度。
而鼓式制动系统则在制动力分配和制动温度方面存在一定的不足。
因此，在选择制动系统时，需要根据车辆的使用环境和需求进行合理选择。
结论：通过Carsim模拟器的实验，我们对车辆的动力学性能、悬挂系统和制动系统等进行了全面的测试和分析。
实验结果表明，通过调整车辆的参数和选择适当的悬挂系统和制动系统，可以改善车辆的性能和行驶稳定性，提高操控性和舒适性。
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物理意义 输入文件格式，ERD&BIN 或 者csv 需要转换的文件
指定输出变量，或者全部输 出，以及输出格式 输出变量
Batch Mode: “…\CarSim802_Prog\Programs\ERDConverter.exe“ -b …\Run347.erd -i …\test_csv.cvt_cfg
CarSim 使用培训（4） Carsim Tools
2011年6月于上汽通用五菱
概述
Library Tool——数据库管理工具 Calculator——计算器 Batch Matrix——快速生成多种方案 Batch Runs——批处理 Spectrum Analyzer——PSD ERD File Utility——ERD文件转换器
Drift Removal
消除低频漂移
Max Frequency
关心的最大频率
PSD Variable
功率谱密度变量定义
2-Channel Settings， 互谱密度输入、输出定义 and Output,input
ERD File Utility
变量名称 Input File Type
List of Files to Process Output File Properties Channels to Copy
Library Tool
删除，加锁，解锁 修改目录 新建数据库 导出数据库
Calculator
生成曲线 对X，Y坐标进行变换 旋转坐标系
Batch Matrix
工况和车辆所有组合
Batch Runs
批处理
Spectrum Analyzer
PSD：功率谱密度计算， 包括自谱、互谱
Spectrum Analyzer——FFT Setup
变量名称
物理意义
Start/Stop Time变换的起始时间和终止时间Cosine Taper
傅里叶变换假设时域的信号 为周期信号，如果起始值和 终止值不同，会对结果有影 响，此选项对数据的开头和 结尾进行处理，开头乘以01的比例，结尾乘以1-0的比 例，Fraction为开头和结尾 数据段的比例