电动车窗控制工程

设计需求

在此示例中，以汽车的乘客侧电动车窗系统为例。在关闭车窗时，此系统不能对物体施加 100 N 以上的作用力。

当检测到存在此类物体时，模型必须将车窗降下约 10 厘米。

有关设计需求的详细信息，请参阅电动车窗。

浏览工程

通过目测工程，您可以看到用于组织该示例的功能。这些功能用于组织工程：

文件夹

工程组织到以下文件夹中：

文件分类

“工程”中的“文件”在“标签”窗格中显示有不同的分类。每个标签都描述了文件在工程主体中所起的特定作用。

快捷方式

工程快捷方式可用于快速访问最常用的工程文件。一些快捷方式包含常规任务，例如在启动时将工程添加到路径中，以及在关闭时将其删除。此外，工程快捷方式组有助于组织快捷方式。

浏览工程中的 Simulink 模型

此工程的 Simulink 模型位于 model 文件夹中。

主要系统模型

主系统模型是 slexPowerWindowExample。此模型由 driver_switch 和 passenger_switch 子系统模块组成，这些模块可生成 power_window_control_system 模块的输入。power_window_control_system 模块可验证乘客和驾驶员输入的状态。此模块还可确定障碍物是否会阻挡车窗的路径。引用的控制器会生成车窗运动命令信号，该信号发送到车窗系统的活动变体。window_system 模块输出是对控制系统模块的反馈。

为了可视化仿真结果，仿真数据检查器会记录输出数据，而 Simulink 3D Animation™ 会生成窗口运动的动画。

模型变体

此工程中的主系统模型使用 Variant Subsystem 模块，以使一个子系统中有多个实现。您可以在仿真之前以编程方式更改处于活动状态的实现。主模型包含四个 Variant Subsystem 模块，其中每个模块都有可通过编程方式修改的变体选择项。这四个可变子系统是：

每个变体选择项都与一个变体控制项相关联。当变体选择项的变体控制项的计算结果为 true 时，该变体选择项处于活动状态。

您可以控制变体选择项的组合，以使用 DesignConfig 分类下的文件创建模型变体配置。模型变体配置包括：

电动车窗控制器混合系统模型

此模型变体使用 Stateflow® 和 Simulink 对离散事件反应行为和连续时间行为进行建模。模型使用低阶被控对象模型来验证上滚和下滚行为。您可以使用 SimHybridPlantLowOrder 快捷方式对此变体配置进行仿真。此快捷方式仅激活与此模型配置对应的可变子系统。由于此模型没有考虑到电效应，因此记录的唯一输出是位置。仿真数据检查器显示记录的位置数据。

电动车窗控制器和详细的被控对象模型

该模型变体显示更详细的被控对象模型，其中包括电气域和机械域中的电效应。此变体验证车窗施加在被卡物体上的力不超出 100 N。此模型变体需要 Simscape™ Multibody™ 和 Simscape™ Electrical™ 许可证。您可以使用 SimHybridPlantPowerEffects 快捷方式对此变体配置进行仿真。与电动车窗控制器混合系统模型不同，此变体配置考虑到了电效应。仿真数据检查器显示电动车窗电枢电流、位置和所施加力的记录数据。

具有数据采集效果的电动车窗控制器

此模型变体显示影响控制的实现所产生的额外效应。包括的现象是测量电枢电流的信号调节和测量的量化。此模型变体需要 Simscape Multibody、Simscape Electrical、DSP System Toolbox™ 和 Fixed-Point Designer™ 许可证。您可以使用 SimHybridPlantPowerEffects+ControlDAQEffects 快捷方式对此变体配置进行仿真。与电动车窗控制器和详细的被控对象模型一样，仿真数据检查器显示电动车窗电枢电流、位置和所施加力的记录数据。

具有 CAN 通信的电动车窗控制器

此模型变体显示如何使用 CAN 来传递控制车窗移动的命令。此模型变体中包含可能位于车辆中控台上并生成命令的开关。此模型变体需要 Simscape Multibody、Simscape Electrical、DSP System Toolbox 和 Fixed-Point Designer 许可证。您可以使用 SimCANCommunication 快捷方式在运行 Windows 操作系统的计算机上对此变体配置进行仿真。

用于测试的模型

要测试控制电动车窗的状态机，您可以运行用于测试的工程快捷方式。用于测试控制器的模型快捷方式包括：

InteractiveExample

此模型快捷方式可打开模型 slexPowerWindowCntlInteract。此模型包含电动车窗控制器，后者是一个状态机。此模型还包含通过 Manual Switch 模块选择的控制器的输入。

电动车窗控制器有四个外部输入：

Passenger Input 输入由一个包含以下三个元素的向量组成：

Driver Input 输入由一个包含以下三个元素的向量组成：

Window Frame Endstops 输入由一个包含以下两个元素的向量组成：

Obstacle Present 输入由一个包含以下两个元素的向量组成：

通过仿真模型并利用 Manual Switch 模块选择所需的输入组合，您可以交互方式测试控制器。在选择输入后，您可以根据特定输入集的期望结果来验证内部控制器状态和控制器输出。

CoverageExample

此模型快捷方式可打开模型 slexPowerWindowCntlCoverage。该模型包含具有 Repeating Sequence 模块输入的状态机电动车窗控制器。

您可以使用 Simulink Coverage 模型覆盖率工具来验证车窗的离散事件控制。模型覆盖率工具确定模型测试用例执行到的控制器条件分支的范围。该工具用于评估在给定测试用例的情况下，离散事件控制中的所有转移是否都已覆盖。该工具还用于评估实现特定转移的某个条件的所有子句是否都为真。一项状态转移可以通过多个子句来实现，例如，当经过 100 个计时单位后或到达停止位时，就会从 emergency 状态回到 neutral 状态。

IncreaseCoverageExample

此模型快捷方式可打开模型 slexPowerWindowCntlCoverageIncrease。此模型包含作为状态机的电动车窗控制器。此模型还包含 From Spreadsheet 模块，用于向控制器提供多组输入。这些输入集与 CoverageExample 模型中的一个输入集相结合，用来执行电动车窗控制器中的更多逻辑：

模型覆盖率快捷方式 GenerateIncreasedCoverage 通过 Simulink Coverage 模型覆盖率工具使用多个输入集来验证车窗的离散事件控制，并针对多个输入集生成覆盖率报告。