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基于carsim的汽車跳舞功能仿真
在汽車業(yè)界，保時(shí)捷以其卓越的性能和精良的技術(shù)贏得了廣泛的贊譽(yù)。其中，Active Ride液壓主動(dòng)懸掛系統(tǒng)更是引領(lǐng)了汽車技術(shù)的潮流。這套系統(tǒng)通過復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)，讓車輛在行駛過程中實(shí)現(xiàn)起伏和側(cè)傾的動(dòng)作，仿佛在“跳舞”。
Active Ride液壓主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的運(yùn)作主要依賴于精密的傳感器和復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)。它能夠?qū)崟r(shí)感知路況變化并調(diào)整懸掛系統(tǒng)的剛度和阻尼，使車輛在各種路況下都能保持穩(wěn)定。這種技術(shù)的出現(xiàn)，不僅提高了車輛的操控性和舒適性，也讓駕駛體驗(yàn)變得更加獨(dú)特和刺激。
本文就以車輛原地“跳舞”模式為例，探索一下該系統(tǒng)的奧秘。利用carsim和simulink聯(lián)合仿真，通過光滑的正弦曲線作為Compressive force from damper的輸入，其中正弦曲線的周期（速度）和幅值（高度）可調(diào)，并帶有相位差，同時(shí)，給1MPa制動(dòng)壓力模擬車輛停車工況，進(jìn)而復(fù)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的跳舞功能。
1.Carsim模型
在carsim中建立車輛動(dòng)力學(xué)模型，主要包括懸架參數(shù)設(shè)置與輸入輸出端口設(shè)置。
1.1調(diào)節(jié)carsim中懸架的參數(shù)
其中，建議選擇大行程的懸架系統(tǒng)，這樣車輛作動(dòng)幅度比較大，效果會(huì)比較明顯。
1.2輸入端口設(shè)置
設(shè)置輸入輸出接口，主要是四個(gè)懸架作動(dòng)力。注意simulink模型中的輸入輸出端口與carsim中的設(shè)置必須一致，否則仿真報(bào)錯(cuò)，具體設(shè)置方法可參考公眾號(hào)文章：基于carsim的分布式驅(qū)動(dòng)汽車原地掉頭功能仿真。
1.3輸出端口設(shè)置
輸出車身俯仰角和側(cè)傾角以及懸架狀態(tài)。
2.Simulink模型
在simulink中建立懸架控制模型，如下所示，并設(shè)置采樣步長(zhǎng)為0.01s。
三種不同的跳舞模式控制模型如下圖所示。
根據(jù)車身剛體的幾何關(guān)系計(jì)算懸架高度，具體過程如下所示。
3.仿真結(jié)果
3.1俯仰跳舞
3.1.1輸入周期為1s，幅值為500的正弦波
車體的位移：
3.1.2輸入周期為0.5s，幅值為500的正弦波
車體的位移：
可以通過調(diào)節(jié)正弦波的幅值來調(diào)節(jié)跳舞的速度。
3.1.3輸入周期為1s，幅值為1500的正弦波
車體的位移：
可以通過調(diào)節(jié)正弦波的幅值來調(diào)節(jié)跳舞的高度，仿真效果如下所示。
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基于carsim的汽車跳舞功能仿真
當(dāng)改變懸架參數(shù)后再次進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如下所示。
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基于carsim的汽車跳舞功能仿真
此時(shí)后輪會(huì)有離地現(xiàn)象的發(fā)生。因此俯仰跳舞的正弦幅值可以選在100-1500。
3.2側(cè)傾跳舞
輸入周期為1s，幅值為500的正弦波
車體的位移：
仿真效果如下所示。
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基于carsim的汽車跳舞功能仿真
3.3從左前輪開始順時(shí)針跳舞
輸入周期為1s，幅值為500的正弦波。
車體的位移：
輸入dance_flag=1，周期=1.5s，幅值=3000
車體位移
俯仰角變化圖
仿真效果如下所示。
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