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 Modular VS Math Models

        CarSim、TruckSim和BikeSim在每次仿真运行时都会自动构建自定义VS数学模型。VS 数学模型是为感兴趣的特定车辆构建的一组变量和函数。它用于运行仿真,计算相关变量的值,将结果写入文件。并可能在仿真过程中与其他软件交换信息。
 
自定义参数数学模型
VS 数学模型是可以经过定制来包含在参与到的场景中表示车辆所需的部分。
 
机器生成的多体方程
用于构建VS数学模型的库中的大部分源代码是由一个名为VS Lisp(最初称为AutoSim)的符号多体程序机器生成的。经过25年的持续使用和发展,VS Lisp经常被机械仿真开发团队用来生成高度优化的运动方程,为特定的三维多体模块定制,如摩托车、汽车和卡车的悬架系统。
 
模块化的求解器库
VehicleSim产品一起随附的动态VS求解器库包括用于三维多体车辆模型的潜在部分模块,潜在的控制器,地面,潜在的传感器,以及代表交通车辆和其他 "参与者"(行人、标志、动物、建筑物等)的其他移动对象。每次运行仿真时,都会构建一个自定义的VS数学模型来运行仿真。一些例子:
  1. 一个基本的CarSim模型有独立的前后悬架,一个全轮混合动力系统,以及用于转向和控制速度的控制器,在一个平坦的平面上运行。
  2. 同一辆车在有路边、行人、交通信号灯的城市环境中行驶,且ADAS 传感器可以检测到其他“参与者”。
  3. 一辆TruckSim车辆有一个3轴的主导单元,牵引一个带串联的半挂车,牵引一个带1轴的小车,用另一个串联支撑第二辆半挂车。它通过一个具有三维几何形状的交叉口。
  4. 一个CarSim模型包括四个独立的车辆,如该视频中所示,在一个城市十字路口的ADAS场景。
参数和可配置功能
VS数学模型是参数化的;内置方程使用参数作为占位符。在运行时为数百个参数提供数值。参数有数字值。一个值可以用数字、涉及数字的公式(如1/16)或涉及其他参数的公式(如Y_S = -L_TRACK(1)/2)设置。在读取输入的Parsfiles之前,所有的参数都被分配了默认值;如果一个参数没有被赋予新的值,默认值仍然有效。
在一个典型的车辆模型中,大约有一半的计算涉及到内部变量之间的固定关系,这些变量可能是非线性的。
一些例子:
  1. 目标速度vs时间
  2. 轮胎力和力矩vs滑移和负荷
  3. 悬架倾角和外倾角vs震动
一个基本的CarSim模型有大约90组可配置功能。
一些组有单独的数据集,用于重复部件,如悬架、轮胎等。
如名称所示,这些函数可以被配置为使用常数、线性系数、具有各种内置插值和外推方法的一维表格,在某些情况下,还可以使用具有各种内置插值和外推方法的二维表格。在某些情况下,可以用运行时提供的符号公式代替函数。在某些情况下,可以用运行时提供的符号公式代替函数。
 
索引的参数和函数
VS数学模型对模型中重复出现的零件参数使用一致的名称,如轮胎、车轮、弹簧等。重复部件的参数和可配置函数是有索引的,这样,一个文本文件可以多次用于设置不同组件的值。例如,通常对车辆模型中的多个轮胎使用同一套轮胎属性。尽管模型在内存中包含独立的方程和数值,但如果多次读取该文件,可以从同一个文件中设置这些数值。
 
标准文件
仿真I/O文件
VS 数学模型从简单的基于关键字的文本文件(称为Parsfiles)中接收所有配置信息。这些文件是由VS浏览器(GUI和数据库管理器)自动生成的,用于VS数学模型和VS Visualizer。这种格式很简单,而且有文件记录;高级用户经常使用外部软件生成Parsfiles,用于进行自定义自动化设置。
 
机器生成的文件
除了解决方程的主要作用外,VS数学模型还可以生成一些文档。
1.一个Echo Parsfile是在模型初始化后才写的。另一个是在模拟结束后写的。Echo文件列出了每个使用的参数,以及每个可配置的函数。
2.写一个日志文件,列出在设置运行时遇到的所有Parsfiles,以及状态报告和可能的警告或错误信息。
3.除了运行仿真,VS Math Models还可以生成模型文件。
  1. 1.模型中所有状态变量的列表,
  2. 2.所有潜在输出变量的列表(以文本或 CSV 格式提供)。
  3. 3.所有潜在导入变量的列表(以文本或 CSV 格式提供)。
这些文件通常是使用 VS Browser的“Run Control”屏幕中的“View”按钮生成和查看的。
 
便携和可扩展
用于构建VS数学模型的VS求解器库在Windows操作系统中以动态链接库(.dll)文件提供,在Linux中以共享对象(.do)文件提供。对于HIL RT系统,它们通常以系统所需的形式提供:.dll, .so, 或.lib。
这些模型通过其模块化的方式是可扩展的,如视频中所示►扩展的TruckSim配置。它们在其他方面也是可扩展的。
1.模型包括许多相互排斥的选项,支持许多要求。例如,动力总成可以使用内燃、电动或混合动力;多种轮胎型号可供选择;多种转向配置可供选择;等等。
2.一些选项是根据需要添加的,如Payloads、运动传感器、ADAS检测传感器、移动物体等。
3.通过使用VS命令可以添加新的变量和方程。
4.模型可根据需要与外部仿真程序如Simulink、LabVIEW和ASCET进行交流,通过导入和导出变量的阵列。
5.模型可以通过VehicleSim软件开发包(VS SDK)支持的其他软件运行和访问。
 

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