瞬态经过的领悟评估不停是众体动力学模仿仿真的难点。一方面它必要仿真用具可能援助举行时域打算；另一方面，还必要对经过中的仿真参数举行准确的驾驭，即通过驾驭战术的精细界说达成所盼望的瞬态工况经过的准确模仿。而AVL EXCITE Power Unit以及TimingDrive软件均可达成时域下的众体动力学仿真，充足知足了第一个央浼。而正在提及驾驭战术、自正在编译等功效时，Matlab则独居鳌头。基于此配景，《EXCITE与Matlab协同仿真特辑》将以系列的方法不按期更新少少用户较为感意思的瞬态工况案例，行动初次试验，您的睹解对咱们尤为主要，您可能鄙人方举行留言，或是邮件的方法将您的名贵睹解或体贴的瞬态经过反应给咱们。

EPU行动一款时域众体动力学领悟软件，可能使用于大肆运动经过的模仿。这些运动经过从宏观角度来说是一个编制驱动力与负载的动态平均经过，这个中包蕴了驱动力、驾驭方向以及负载三个因素。以动力总成编制为例，驱动力即为策动机缸压激劝；驾驭方向为编制转速或输出扭矩；负载则源于台架测试工况或依照仿真需求界说的切实载荷。对付稳态经过而言，它是策动机正在给定负荷率的缸压激劝与负载扭矩的动态平均下转速支持太平的经过，因此无论是策动机缸压如故负载扭矩，都可能通过预订义的形式直接给定，零丁采用EPU举行仿真即可。而瞬态经过则必要策动机缸压依照负载或方向转速的变更需求举行及时调剂从而达成加减速，下图以转速为驾驭方向进一步证据其达成经过：

咱们假设策动机方向转速为A，策动机及时转速为a，负载扭矩为B，策动机输出扭矩为b，油门开度即策动机负荷率为C。那么全体经过即可简化为不息调剂负荷率C来驾驭输出扭矩b从而减小方向转速A与策动机及时转速a分歧的经过。从以上驾驭逻辑框图中可能看到PID驾驭器的被控对象为负荷率ls，该PID的实在驾驭参数睹下式:

PID通过领受到的的方向转速A与实践转速a的差值信号来不息调剂负荷率C，负荷率C的变更会更动施加到策动机中的缸压巨细，从而使得策动机输出扭矩b增大或下降，借使此时的输出扭矩b大于负载扭矩B，那么策动机转速将会升高，反之亦然。最终通过对负荷率C的主动调理来达成对策动机转速的驾驭。正在这一经过中的缸压无法再通过预订义的形式给定，就必要Matlab模子的介入举行驾驭。

正在EXCITE软件当中，除了惯例有限元软件（如Abaqus、Ansys、Nastran以及Optistruct等）的接口以外，也有完满的Matlab接口集成正在软件中。

下图实在形容了EXCITE与Matlab中的数据闭连。左边框图中为EPU模子，右边大框图为Matlab模子，中心为数据交互接口。从图中可能看到，咱们可能提前正在Matlab中树立好方向策动机或动力总成的载荷Map。正在打算经过中，EPU输出每个迭代步下的曲轴转角及转速给Matlab，Matlab正在获取了这些信号之后，通过瞬态经过的逻辑驾驭及预订义好的Map将相对应的载荷通报给EPU直至打算达成。

ØMatlab读取EPU中仿真取得的策动机转速与转角数据并基于给定的转速或扭矩方向为EXCITE供给下一步的缸压激劝以及对应的输出端负载;

ØEXCITE正在Matlab供给的载荷下进一步打算构造体的运动，取得策动机暂时时候的切实转速并通报给Matlab，云云迭代轮回

本次案例咱们将对策动机使命时的失火经过举行模仿。场景假设为一台四缸直列策动机正在使命经过中涌现失火，失火气缸为第三缸，失火时长为两个轮回。EPU模子为软件自带的例子模子I4_demo，Matlab模子采用个中的Simulink模块对缸压载荷、输出端负载以及失火的逻辑驾驭举行了编写，驾驭方向是策动机转速太平。

ink模子举行数据交互的结合点，如连杆小头节点（施加缸压载荷）和曲轴飞轮节点（施加负载扭矩并通报曲轴转速及角位移）。必要防备的是援助的Simul

ink模子当中，开始必要界说与EXCITE举行交互的模块，该模块已提前编译并打包到了EXCITE软件安设包中，可正在以下途径找到并移用…AVL\R2020.1\EXCITE\matlab\v2014b\Excite.mdl。通过该模块一方面可将EXCITE打算出的节点位移及速率信号通报到后续的驾驭逻辑当中；另一方面可能把Simulink中界说好的载荷施加到EXCITE模子中的节点上。以该模子为例，通报的角位移和转速可用于后续基于载荷Map查找暂时载荷步的缸压。这就必要咱们事先正在相应的模块当中提前导入与转速、转角以及负荷率联系的缸压数据，如下图。

上图为预设的仿真界线，可能看到第三缸的连杆激劝按预设的接续两次燃烧打击，这两个轮回的缸压为压气压力。而右图为加载到策动机上的负载扭矩，全体使命经过为定值。

正在上图仿真结果中可能看到，正在第三缸失火后（蓝线），其他三缸的缸压顺序普及，这与正在Simulink中树立的驾驭逻辑联系。因为个中一缸失火，正在负载扭矩稳固的境况下，势必会导致输出扭矩下降进而惹起策动机转速低落，为了支持策动机转速，正在Simulink模子当中参与了针对转速的PID驾驭，正在第三缸失火时普及了其他缸的缸压确保策动机转速太平。

由上文可知，采用EXCITE和Matlab协同仿真的形式，可能轻易地举行策动机失火瞬态经过的模仿，而且达成了失火时太平策动机转速的方向。

EXCITE与Matlab行动各自周围的魁首，强强协同充足表现EXCITE时域领悟的健壮功效和Matlab正在仿真驾驭上的自正在度。基于此，可能说对策动机大肆瞬态经过都能举行相应的仿真领悟，为研讨瞬态经过也许形成的牢靠性、振动噪声等题目供给了模仿计划。

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