Simscape Driveline

 

Simscape Driveline

转动和平动机械系统的建模和仿真

 

Simscape Driveline™(以前称为 SimDriveline™)为转动和平动机械系统建模和仿真提供组件库。它包括蜗杆齿轮、导螺杆和车辆组件(如发动机、轮胎、变速器和扭矩转换器)的模型。可以使用这些组件对直升机传动系统、工业机器、汽车动力系统和其他应用领域中的机械动力传动进行建模。您可以利用 Simscape™ 产品系列中的组件,将电气系统、液压系统、气动系统和其他物理系统集成到您的模型中。

Simscape Driveline 可帮助您开发控制系统并测试系统级性能。您可以借助基于 MATLAB® 的 Simscape 语言,使用文本定义物理建模组件、域和库,从而创建自定义组件模型。您可以利用 MATLAB 变量和表达式参数化您的模型,使用 Simulink® 设计用于物理系统的控制系统。为了将模型部署到其他仿真环境,包括硬件在环 (HIL) 系统,Simscape Driveline 还支持生成 C 代码。

汽车动力总成系统

客车、越野车和定制车辆的混动、纯电动和常规动力总成系统建模。

评估架构

快速组配动力总成系统模型并比较性能和系统要求。集成电池、变速器、发动机和太阳能电池,以测试混合设计。在任何条件下自动驱动循环测试。

有三个行星齿轮组和四个离合器的双模式混合传动。

确定组件大小

改变发动机排量、齿数比、电机大小和电池容量,以评估车辆级的性能。包括损耗并考虑热效应。找到一组最优的组件,最大限度地提高燃油经济性和能源效率。

采用开放式差速器和限滑差速器的四轮驱动车辆模型。

设计控制算法

对混合动力总成系统中模式变换和变速器中齿轮选择的处理逻辑进行建模。分析发动机、电机和执行机构控制器的稳定性和稳健性。设计防抱死和再生制动系统的算法。

配有四速变速器和以状态机形式实现的控制器的车辆模型。

车辆变速器

使用模板或组配自定义设计,以评估系统性能和开发传动控制系统。

创建自定义变速器模型

对具有任何齿轮比、离合器和动力源组合的变速器进行建模。包括非线性效应和降级的组件行为。在详细和抽象变体之间轻松切换,以加快测试速度。

双离合变速器的模型,通过犬牙离合器完成齿轮预选。

包括热效应

指定齿轮、离合器和其他组件的温度相关行为。连接到热网络,对组件与环境之间的热传递进行建模。评估温度对组件级和系统级性能的影响。

用来确定热发生如何影响 Driveline 组件的效率和温度的热变量。

评估损耗

指定齿轮中的负载相关、几何结构相关和温度相关的损耗。优化您的设计,最大限度地减少啮合和粘滞损耗对系统级性能的影响。

采用动力分配混合传动的车辆模型。

工业机器

使用自定义模型确定工业机器的负载并设计控制系统。

提炼需求

执行动态和静态测试,验证各种情形下的预期机械负载。确定执行机构和机制的扭矩、速度和循环时间需求。将系统级需求映射到各个组件。

电动车窗机械系统由一个电缆盘和四个滑轮组成,通过一条电缆进行连接。

根据您的需要定制模型

创建机械系统的自定义模型,该机械系统包含齿轮、皮带、离合器、刹车、发动机和其他组件。使用基于 MATLAB 的 Simscape 语言创建自定义组件的模型。添加非线性效应或简化实时仿真模型。

利用自锁丝杠和单向离合器构造的步进机构。

分析振动

在设计中,增加传动轴的扭转和横向灵活性。使用基于曲柄角和基于噪声的源激发振动。使用 MATLAB 分析振动的影响,设计控制系统对这些影响进行补偿。

通过行星齿轮组向主螺旋桨和尾部螺旋桨提供动力的直升机汽油发动机和传动装置的模型。

容错性

通过在故障条件下验证设计,最大限度地减少损耗、设备停机时间和成本。

创建稳健的设计

指定组件的失效标准,包括时间、负载或基于温度的条件。对降级的组件行为建模,如轮齿磨损或摩擦力增大。自动配置模型,高效验证故障条件下的设计。

配有 Ravigneaux 齿轮组和行星齿轮组的变速器模型,这些齿轮组由六个摩擦式离合器进行控制,有七个前进档传动比、一个倒档传动比以及空档。

执行预测性维护

生成数据以训练预测性维护算法。在常见和罕见场景下使用虚拟测试验证算法。确保正好在正确的间隔执行维护,减少停机时间和设备成本。

有泄露、阻塞和轴承故障的三缸往复泵模型。

最小化损耗

计算机械组件消耗的功率。确认组件在其安全运行范围内运行。自动仿真特定事件和一系列测试场景,并在 MATLAB 中对结果进行后处理。

并联混合传动的模型,以并联方式应用电功率和内燃机功率。

虚拟测试

在无法借助硬件原型轻松测试的条件下验证系统行为。

测试更多场景

通过选择变量、设置环境条件和准备试验设计,使用 MATLAB 自动配置待测试的模型。使用分区本地求解器,对有离合器的系统进行快速仿真。在多核台式机或集群上并行运行一系列测试或参数扫描。

通过一个变速器和两个差速器实现发动机与所有四个车轮直接连接的车辆模型。

准确预测行为

使用线性方程组、非线性方程组和基于事件的逻辑对齿轮和离合器行为建模。自动调整参数以匹配测得的数据。在 Simulink 中自动控制步长和容差,确保获得精确的结果。

使用 Ravigneaux Gear 模块和五个摩擦式离合器建模的四速变速器。

自动化分析

通过多次工况循环测试设计,评估系统效率。计算的 FFT,用来分析设计中的振动。使用 MATLAB 自动实现仿真运行和结果的后期处理。

金属薄板进给装置的模型,有两个通过机械传动系统驱动的分切辊,传动系统由正齿轮传动链、蜗杆齿轮和链传动机构组成。

模型开发

将模型用于整个开发流程,包括测试嵌入式控制器。

测试无需硬件原型

将 Simscape Driveline 模型转换为 C 代码,以便在 dSPACE®、Speedgoat、OPAL-RT 和其他实时系统上使用硬件在环测试,来测试嵌入式控制算法。 通过使用您生产系统的数字孪生配置测试来执行虚拟调试。

电动汽车中液体冷却的永磁同步电机的模型。

加快优化

将 Simscape Driveline 模型转换为 C 代码以加速仿真。通过将仿真部署到单台机器上的多个核、计算集群上的多台机器或云环境来并行运行测试。

由齿轮轴驱动并受双瓦式制动器控制的绞车模型。 

与其他团队协作

对包含整个 Simscape 产品系列提供的高级组件和功能的模型进行调节和仿真,而不需要购买每个 Simscape 附加产品的许可证。将受保护的模型分享给外部团队,避免泄露 IP。

通过液压控制的离合器驱动负载,这个发动机模型中集成了机械和液压系统。

Simscape 平台

在单一仿真环境中测试以发现集成问题。

对您的整个系统建模

在单一仿真环境中测试集成的电气系统、电磁系统、热系统、机械系统、液压系统、气动系统和其他系统。尽早发现集成问题并优化系统级性能。

根据您的需要定制模型

使用基于 MATLAB 的 Simscape 语言定义自定义组件,根据模型精度需求自定义模块。利用模块化接口创建可重用、参数化的装配件,从而提高效率。

使用不平衡臂控制末端执行器方向的操纵器模型。

促成设计团队的合作

利用整个系统的可执行规范,让软件工程师和硬件设计师在设计流程早期便可开展协作。使用仿真探索整个设计空间。

使用以弹簧和阻尼形式表示的绳索升举载荷的液压机械式升降机模型。

MATLAB 与 Simulink

通过在完整系统模型上自动执行任务,更快地优化设计。

使用 MATLAB 自动执行任何任务

使用 MATLAB 自动执行任何任务,包括模型构建、参数化、测试、数据采集和后处理。为常用任务创建应用,提升整个工程团队的效率。

使用齿轮和离合器建模的限滑差速器,并使用 MATLAB 变量进行参数化,以实现参数扫描。

优化系统设计

使用 Simulink 在单一环境中集成控制算法、硬件设计和信号处理。应用优化算法为您的系统寻找最佳整体设计。

串联混合传动的模型,以供在研究中用来优化燃油经济性。

缩短开发周期

使用测试和验证工具减少设计迭代次数,以确保需求的完整性和一致性。通过在整个开发周期持续验证,确保达到系统级需求。

有倒车档的五速变速器模型。

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