主要内容

Double-Lane改变策略

这个参考应用程序代表了一个完整的车辆动力学模型进行双车道变化机动根据标准ISO 3888-2[4]．您可以创建自己的版本，建立一个框架来测试您的车辆在正常和极端驾驶条件下是否满足设计要求。使用参考应用程序来分析车辆的平顺性和操控性，并开发底盘控制。使用此参考应用程序进行车辆研究，包括偏航稳定性和横向加速度限制。

ISO 3888-2定义了双车道变换机动来测试车辆的避障性能。在测试中，司机:

  • 加速，直到车辆达到目标速度

  • 松开加速踏板

  • 转动方向盘，沿道路进入左车道

  • 转动方向盘，沿道路回到右车道

通常情况下，锥体标志着车道边界。如果车辆和驾驶员能够在不撞到锥体的情况下协调机动，则车辆通过测试。

为了测试先进的驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶(AD)感知、规划和控制软件，您可以在3D环境中运行机动。3D可视化引擎平台要求和硬件推荐请参见虚幻引擎模拟环境的要求和限制．

要创建并打开双车道变更参考应用程序项目的工作副本，请输入

vdynblksDblLaneChangeStart

这个表总结了参考应用程序中的块和子系统。有些子系统包含变量。

参考应用程序元素 描述 变体

变道参考发生器

为可视化子系统生成车道信号和轨迹信号

司机命令

实现参考应用程序用来生成加速、制动、齿轮和转向命令的驾驶员模型。

默认情况下,司机命令子系统变体是预测司机块。

✓

环境

实现风和地面力量

✓

控制器

实现发动机控制单元(ecu)、变速箱、防抱死制动系统(ABS)和主动差速器的控制器。

✓

客运车辆

实现了:

  • 车身，悬挂和车轮

  • 引擎

  • 转向，变速器，传动系统和刹车

✓

可视化

提供车辆轨迹、驾驶员响应和3D可视化

✓

来覆盖默认变量建模选项卡,设计部分，单击下拉。在一般部分中,选择变体经理．在变体管理器中，导航到您想要使用的变体。右键单击并选择使用此选项覆盖．

变道参考发生器

使用变道参考发生器块生成:

  • 用于可视化子系统的车道信号-左右车道边界是一个函数车辆宽度参数。

  • 预测驱动器块的速度和横向参考信号-使用横向参考位置断点而且横向参考数据参数来指定横向参考轨迹作为纵向距离的函数。

若要从非零稳态速度开始模拟，请使用稳定状态的初始条件而且稳态解算器选项卡参数。示例请参见以目标速度启动双车道变道机动．

司机命令

的司机命令块实现参考应用程序用来生成加速、制动、齿轮和转向命令的驱动程序模型。默认情况下，如果选择参考发生器块参数使用机动特定的驾驶员，初始位置和场景，参考应用程序为您指定的机动选择驱动程序。

车辆命令模式设置

实现

纵向驱动程序

纵向驱动程序块-纵向速度跟踪控制器。基于参考和反馈速度，块生成从0到1不等的标准化加速和制动命令。使用该块建模驱动器的动态响应或生成跟踪纵向驱动器周期所需的命令。

预测司机(默认)

预测司机block -生成规范化转向、加速和制动命令以跟踪纵向速度和横向参考位移的控制器。规范化的命令可以在-1到1之间变化。该控制器采用单轨道(自行车)模型进行最优单点预览控制。

开环

实现一个开环系统，以便您可以配置参考应用程序的恒定或基于信号的转向，加速，制动和齿轮命令输入。

环境

环境子系统产生风和地面力。参考应用程序具有这些环境变量。

环境 变体 描述

地面反馈

3 d引擎

使用模拟三维地形传感器块实现了三维环境下的多点地形传感器

常数(默认)

实现恒定的摩擦值

控制器

控制器子系统生成发动机扭矩、传动齿轮、制动压力和压差命令。

ECU

ECU控制器生成发动机转矩命令。控制器通过限制发动机扭矩命令到由模型工作空间变量指定的值来防止发动机过转速EngRevLim．缺省值为7000 rpm。如果差转矩命令超过了发动机扭矩限制命令，ECU将发动机扭矩命令设置为命令差转矩。

传输控制

传动控制器子系统生成传动齿轮命令。控制器包括这些变量。

变体 描述

驾驶员-无离合器

开环传动控制。控制器将齿轮命令设置为齿轮请求。

PRNDL控制器(默认)

实现使用状态流的传输控制模块(TCM)®根据车辆加速、刹车命令、轮速、发动机转速和齿轮请求生成齿轮命令的逻辑。

桨

实现一个桨叶控制器，它使用车辆加速和发动机速度来生成齿轮命令。

传输控制器

实现一个传输控制模块(TCM)，该模块使用状态流逻辑根据车辆加速度、轮速和发动机转速生成齿轮命令。

制动压力控制

制动控制器子系统实现制动压力控制子系统来生成制动压力命令。制动压力控制子系统有这些变种。

变体 描述

开关式ABS

实现防抱死制动系统(ABS)反馈控制器，在两种状态之间切换，以调节车轮滑移。bang-bang控制最小化了实际滑移和期望滑移之间的误差。对于期望的滑移，控制器使用滑移值，在mu-滑移曲线达到峰值。这个理想的滑移值是最小制动距离的最佳值。

开环(默认)

开环制动控制。控制器根据制动命令将制动压力命令设置为参考制动压力。

五状态ABS

模拟机动时的五态ABS控制。1、2、3五态ABS控制器采用基于车轮减速和车辆加速的逻辑切换来控制每个车轮的制动压力。

考虑使用五状态ABS控制，以防止车轮锁死，减少制动距离，或在机动过程中保持偏航稳定性。默认的ABS参数设置为在具有恒定摩擦系数缩放系数0.6的道路上工作。

主动微分控制

主动差分控制子系统产生压差命令。为了计算命令，子系统有这些变量。

变体 描述

后方Diff控制器

实现一个控制器，根据以下命令生成压差命令:

  • 引导角

  • 车辆俯仰、偏航和横摇

  • 制动命令

  • 轮速度

  • 齿轮

  • 车辆加速度

无法控制(默认)

不实现控制器。将压差命令设置为0。

客运车辆

乘用车子系统有一个发动机、控制器和一个有四个轮子的车身。具体来说，飞行器包含这些子系统。

车身，悬架，车轮子系统 变体 描述

PassVeh7DOF

PassVeh7DOF

有四个轮子的车辆:

  • 车身有三个自由度(自由度)-纵向，横向和偏航

  • 每个轮子有一个自由度-滚动

子系统有轮胎的变体，包括:

  • Fiala

  • 神奇的公式

PassVeh14DOF

PassVeh14DOF(默认)

有四个轮子的车辆。

  • 车身有六个自由度-纵向，横向，垂直和俯仰，偏航，滚转

  • 每个轮子有两个自由度-垂直和滚动

子系统有悬架的变体，包括:

  • 双叉骨

  • 独立映射前

  • 运动学与柔度无关悬架

子系统有轮胎的变体，包括:

  • Fiala

  • 神奇的公式
引擎子系统 变体 描述

映射引擎

SiMappedEngine(默认)

映射火花点火(SI)发动机

转向，变速器，传动系统和刹车子系统

 变体 描述

传动系统理想的固定齿轮

动力传动系统模型

 全轮驱动

配置全轮、前轮、后轮或后轮主动差动驱动的传动系统，并指定扭矩联轴器的类型。

前轮驱动

后轮驱动

后轮驱动主动差速器(默认)

传输

理想的(默认)

实现了一个理想的固定齿轮传动。

制动液压

NA

当控制器对缸施加制动命令时，实现液压系统的启发式响应。包括前、后轮偏置系数。子系统将施加的压力转换为气缸阀芯位置。为了产生制动压力，阀芯对气缸施加下游的流量。

可视化

当您运行模拟时，Visualization子系统将提供驾驶员、车辆和响应信息。参考应用程序记录机动过程中的车辆信号，包括转向、车辆和发动机速度以及横向加速度。您可以使用模拟数据检查器来导入记录的信号并检查数据。

可视化子系统图像

元素 描述

司机命令

司机命令:

  • 手轮角

  • 加速命令

  • 制动命令

车辆响应

汽车反应:

  • 发动机转速

  • 车辆速度

  • 加速命令

车道改变范围块

横向车辆位移随时间变化:

  • 红线-标志右车道边界的圆锥体

  • 橙色线-标志左车道边界的锥

  • 蓝线-参考轨迹

  • 绿线-实际轨迹

转向，速度，加速范围块

  • SteerAngle-转向角度与时间的关系

  • < xdot >-车辆纵向速度与时间的关系

  • <啊>-横向加速度与时间的关系

车辆XY绘图仪

车辆纵向与横向的距离

ISO 15037 - 1:2006块

在仿真数据检查器中显示ISO标准测量信号，包括方向盘角度和扭矩，纵向和横向速度，侧滑角

三维可视化

您可以选择启用或禁用3D可视化环境。3D可视化引擎平台要求和硬件推荐请参见虚幻引擎模拟环境的要求和限制．打开参考应用程序之后，在Visualization子系统中，打开3 d引擎块。设置这些参数。

  • 3 d引擎来启用．

  • 场景比如说，去其中一个场景直路．

    直线道路参数选取图像

  • 在场景中定位车辆:

    1. 选择位置初始化方法:

      • 建议现场-设置初始车辆位置为场景推荐值

      • 用户指定的-设置你自己的初始车辆位置

    2. 点击用初始值更新模型工作区用应用值覆盖模型工作区中的初始车辆位置。

运行模拟时，请在AutoVrtlEnv窗口。

请注意

  • 打开和关闭AutoVrtlEnv窗口，使用Simulink®运行和停止按钮。如果您手动关闭AutoVrtlEnv窗口时，Simulink停止模拟，并出现错误。

  • 在启用3D可视化环境时，无法后退模拟。

要顺利地改变相机视图，使用这些关键命令。

关键 相机视图

1

左后

显示关键命令的图像和相应的摄像头视图

查看GIF动画

2

回来

3.

回到正确的

4

左

5

内部

6

正确的

7

前左

8

前面

9

前右

0

开销

对于附加的相机控制，使用这些关键命令。

关键 相机控制
选项卡

在场景中的所有车辆之间循环视图。

查看GIF动画

鼠标滚轮

控制摄像头与车辆的距离。

查看GIF动画

l

打开或关闭相机延迟效果。当你启用延迟效果时，相机视图包括:

  • 位置滞后，基于车辆的平移加速度

  • 旋转滞后，基于车辆的旋转速度

这种延迟可以改善车辆整体加速和旋转的可视化。

查看GIF动画
F

打开或关闭自由相机模式。开启自由相机模式后，可以使用鼠标改变相机的俯仰和偏航。这种模式使你可以让相机绕着飞行器旋转。

查看GIF动画

参考文献

[1] Pasillas-Lépine，威廉。”一类五相防抱死制动算法的混合建模与极限环分析．"车辆系统动力学44岁的没有。2(2006): 173 - 188。

[2]杰拉德，马修，威廉Pasillas-Lépine，埃德温·德弗里斯，和米歇尔·魏海根。”五阶段ABS算法的实验验证改进．"车辆系统动力学50,不。10(2012): 1585 - 1611。

R.博世。”博世汽车手册“第10版。沃伦代尔，PA: SAE International, 2018。

[4] iso 3888-2: 2011。乘用车。剧烈变道操纵试验轨道．

另请参阅

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