对于今天的帖子，我想给大家介绍一下团队马从Nirma大学。他们最近获得了全部1^圣排在eBAJA SAEINDIA 2019，印多尔并在这里分享他们使用MATLAB和Simulink进行车辆设计的经验。

- - - - - -

从我们前几年的经验中，我们了解到模拟是设计过程中很重要的一部分。今年，我们的目标是打造一款高效的全地形车(ATV)，可以参加2019年eBAJA SAEINDIA比赛，参赛团队需要设计一款电动ATV。因此，在我们完成亚视的设计之前进行模拟是很重要的。为了演示我们的方法，首先让我们看看我们的挑战和需求:

• 部件的大小和选择我们面临的主要挑战是选择合适的电机和变速箱，以满足我们的设计要求。
• 荷电状态(SoC)估计下一个要求是估计电池SoC，以便我们可以为一个驱动周期选择合适的电池大小。
• 制动和转向计算:最后，我们想创建一个计算器，提供我们的制动和转向性能计算，可以计算停止时间，阿克曼百分比，所需的转弯半径等。

已经提到了这些挑战，现在让我们看看MATLAB和Simulink如何为我们提供一个平台，为我们的问题提供基于模拟的解决方案。

Equation-Based动力系统模型

我们使用惯性测量单元(IMU)记录车辆的行驶周期，并使用Powertrain Blockset中的drive cycle Source块导入记录的行驶周期(图1)。该块允许我们从不同的文件格式导入数据。

图1:驱动器周期导出

记录的数据和我们车辆的其他规格被用来建立一个Simulink模型(图2)。我们的模型被分为四个基本子系统。从力模型子系统开始，驱动周期、车辆重量(包括驾驶员)、车辆加速度和轮胎半径作为输入输入到子系统。现在，这个模型使用力方程来计算牵引力，扭矩，车轮速度和机械功率。此外，这些值被输入到变速箱模型子系统中，该子系统实质上是根据传动比增加车轮速度和降低扭矩，并考虑到功率损失。现在，电机逆变器模型接受这些值，并将机械实体转换为电气实体，并相应地从电池模型中提取电荷。当电池组的荷电状态(SoC)达到规定的水平时，模型停止。

一旦我们的Simulink模型准备好了，我们就用不同的电路和车辆参数进行模拟。因此，使用该模型，我们能够进行多次模拟试验，以估计SoC和选择合适的电机和齿轮。

图2:Simulink模型

转向和刹车计算

在设计亚视时，重要的是驾驶员是舒适的转向。重要的。最初，我们使用单独的工具执行计算，使用单独的工具进行可视化。后来，学长建议我们用MATLAB应用程序设计师因为它提供了一个平台来创建用户界面和运行我们的数学计算，所以我们不必编写粘合代码。我们还意识到，这将是伟大的建立一个应用程序，我们只需要输入值，如轮距，轨道宽度，机架长度等，并可视化的结果。图3显示了使用MATLAB构建的应用程序，它为我们提供了以下信息:

• 拉杆设计参数
• 阿克曼百分比
• 需要转弯半径
• 阿克曼几何与实际几何的偏差

图3:转向计算app

同样，我们为刹车计算做了一个应用程序。制动器是任何车辆的一个非常关键的部件，对车辆的制动平衡和制动力进行计算是必要的。同时，还需要结合实际情况设计制动参数。我们以前计算的“制动盘直径的确定”和“停车距离的确定”是非常不现实的，因为总停车距离是11 - 12米。因此，我们转向用能量守恒法来计算停车距离。图3显示了我们使用MATLAB进行的刹车计算。利用制动模型对制动平衡进行了合理的分析，并对制动距离进行了相应的仿真。

图4:刹车计算app

结论

基于模拟的方法帮助我们理解我们的设计需求。我们非常感谢MathWorks网页上提供的视频教程。这些教程帮助我们建立了自己的模型和应用程序。展望未来，我们将探索MATLAB和Simulink中的更多新功能，这将帮助我们建立一个更高效的汽车。