AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.20051

Izdelava in testiranje modela avta v Simulinku

Strokovno vodstvo v laboratoriju: prof. dr. Karel Jezernik

dr. Miran Rodič

Inštitut za robotiko / Laboratorij za industrijsko robotiko

Aleš Zupanc in Denis Majhenič

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.20052

Vsebina

• Uvod

• Dinamični model vozila

• Model v Simulinku

• Simulacijski rezultati

• Eksperimentalni rezultati

• Zaključek

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.20053

Uvod

• Namen naloge – izpeljava, izvedba in ovrednotenje dinamičnega modela električnega vozila

• Simulacije v orodju Matlab/Simulink

• Preizkušanje na sistemu za dinamično emulacijo mehanskih bremen

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.20054

Dinamični model električnega vozila

N2

Mg

Fzraka

Ftrx

N1

Fkotaljenje

Ftrx

Fkotaljenje

ekolesg

gagzavorege

JrMJR

gMwBRrwCrRTRT

r

a

dt

dw

)(

)sin(22

222

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.20055

3

fi

2

pw

1

w

x

1s

we

v

0

street_angle

1s

fie

sin

Parameters

r2_

From_r2

r_

From_r

g_

From_g

Rg2_

From_Rg2

Rg_

From_Rg

M_

From_M

Jsk_

From_Jsk

Ca_

From_Ca

B_

From_B

2

Tbrake

1

Te

Dinamični model vozila v Simulinku

Car_model1

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.20056

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

1

2

3

4

5

6

7

w [rad/s]

T [

Nm

]

navor zracnega uporanavor viskoznega trenja

Primerjava navora zračnega upora in navora viskoznega trenja

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.20057

Vodenje vozila – Shema v Simulinku

StepScope

PID

PID Controller

9.969

Navor v Nm

w

alfa

fi

45.64

Hitrost v km/h

-K-

Gain

Car_model

ww

w

alf a

f i

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.20058

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

50

100

150

200

cas [s]

kotna hitrost [rad/s]kotni pospesek [rad/s*s]kot [rad]

Vodenje vozila – Odziv po času

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.20059

Vodenje pod različnimi pogoji

• Nagib cestišča 0°

• Nagib cestišča 5° navzgor

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.200510

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

10

20

30

40

50

60

70

80

cas [s]

kotn

a hi

tros

t [r

ad/s

]

Vodenje – po ravnini (klanec 0°)

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.200511

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

5

10

15

20

25

30

35

cas [s]

kotn

a hi

tros

t [r

ad/s

]

Vodenje – klanec 5°

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.200512

Eksperimentalni sistem

Pogonski motor (AM)

Aktivno breme (BLM)

Pretvornik-AM

TSM/SM

Tout

Krmilnik-AM (DSP)

r

DC link -BLMM

DC link -AM

Te

TL

meritev tokov

PC – nastavljenje referenc in parametrov, pridobivanje podatkov,

razvoj programske opreme

Krmilnik/ Pretvornik-BLM

Pogonski motor (AM):•Tip T100L8•1,5 kW•220/380 V•7,6/4,4 A•920 rpm

Aktivno breme (BLMM):•142UMD400CACAA•10,7 Nm/19,8 Nm•380/480 V•8,9/16,5 A•4000 rpm

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.200513

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

t(s)

Nav

or (

Nm

) Te (Nm)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 915

20

25

30

35

40

45

50

55

60

t(s)

hitr

ost

(rad

/s)

hitrost: - rd,

r

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

t(s)

ods

topa

nje

hitr

osti

(rad

/s)

rd - r (rad/s)

Pospeševanje vozila na ravnini

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.200514

0 1 2 3 4 5 6 7 8 90.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

t(s)

Nav

or (

Nm

)

Te (Nm)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 950

50.5

51

51.5

52

52.5

53

53.5

54

t(s)

hitr

ost

(rad

/s)

hitrost: - rd,

r

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

t(s)

ods

topa

nje

hitr

osti

(rad

/s)

rd -

r (rad/s)

Klanec navzgor (5°)

AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.200515

Zaključek

• Zapisan je dinamični model električnega vozila

• Model je izveden v Simulinku• Izvedeno linearno vodenje po hitrosti – za

ocenitev modela• Testiranje v simulacijah in na sistemu za

dinamično emulacijo mehanskih bremen • Problem – pravilna nastavitev parametrov.