AIG’05, Maribor Maribor, 7.4.200 1 Izdelava in testiranje modela avta v Simulinku Strokovno vodstvo v laboratoriju: prof. dr. Karel Jezernik dr. Miran Rodič itut za robotiko / Laboratorij za industrijsko robo Aleš Zupanc in Denis Majhenič
Jan 22, 2016
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.