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恒定半径操纵

这个参考应用代表了一个完整的车辆动力学模型,经历了一个恒定半径的测试动作。关于类似机动的信息,见标准SAE J266_199601[4]和ISO 4138:2012[5]。你可以创建你自己的版本,建立一个框架来测试你的车辆在正常和极端驾驶条件下是否符合设计要求。在行驶和操控研究以及底盘控制开发中使用该参考应用程序,以确定转向和横向车辆动力学的特征。

你可以为开环和闭环测试配置该参考程序

– 开环–保持目标速度和方向盘角度,以确定横向加速度、侧滑特性以及特定加速度和后续测试动作的转向角。对于开环测试,将Reference GeneratorManeuver参数设置为递增转向。

– 闭环–使用预测驱动器在不同速度下保持预先指定的转弯半径,以进行驾驶性能和操控性能研究。对于闭环测试,将Reference GeneratorManeuver参数设置为恒定半径。

要创建并打开一个恒定半径参考程序的工作副本,请输入

vdynblksConstRadiusStart

本表总结了参考应用中的模块和子系统。一些子系统包含变量

参考应用要素

描述

变量

Reference Generator block

设置配置机动性和三维可视化环境的参数。默认情况下,该块被设置为恒定半径机动,三维模拟引擎环境被禁用。

关于最低的三维可视化环境硬件要求,请参见三维可视化引擎要求和限制。

要启用三维可视化,在3D Engine选项卡上,选择Enabled.

?

Driver Commands

实现参考应用程序用来生成加速、制动、齿轮和转向命令的驱动模型。

默认情况下,驱动命令子系统的变体是预测性驱动块。

?

Environment

Implements风和滚动阻力

?

Controllers

为发动机控制单元(ECU)、变速器防抱死制动系统ABS)和主动差速器实施控制器

?

Passenger Vehicle

Implements the:

车身、悬挂和车轮

发动机

转向器、变速器、传动系统和制动器

?

Visualization

提供车辆轨迹和驾驶员反应

?

要覆盖默认变量,在建模标签上,在设计部分,点击下拉。在常规部分,选择变量管理器。在变量管理器中,导航到你想使用的变量。右键单击并选择 "使用此选择覆盖"。

参考资料生成器

参考资料生成器块设置了配置机动性和三维模拟环境的参数。默认情况下,该块是为恒定半径机动设置的,三维模拟引擎环境被禁用。

使用机动参数来指定机动的类型。您可以指定双车道变化、正弦扫频、带停留的正弦和缓慢增加的机动。

如果您选择了使用特定于机动车的驱动程序、初始位置和场景参数,参考应用程序将为您指定的机动车设置驱动程序、初始位置和场景。

欲了解更多信息,请参见参考资料生成器。

驱动程序命令

驱动程序命令块实现了驱动程序模型,参考应用程序使用该模型来生成加速、制动、齿轮和转向命令。在默认情况下,如果您选择了 "参考资料生成器 "块的参数 "使用特定于演习的驱动程序、初始位置和场景",参考应用程序就会为您指定的演习选择驱动程序。

Vehicle Command Mode Setting

Implementation

Longitudinal Driver

Longitudinal Driver block —纵向速度跟踪控制器。基于参考和反馈速度,该块产生归一化的加速和制动指令,这些指令可以从0到1变化。使用该块来模拟驾驶员的动态响应或产生跟踪纵向驱动周期所需的指令。

Predictive Driver

Predictive Driver block —产生归一化转向、加速和制动指令的控制器,用于跟踪纵向速度和横向参考位移。归一化指令可以在-1到1之间变化。该控制器使用单轨(自行车)模型进行最佳单点预览控制。

Open Loop

实施一个开环系统,这样你就可以为恒定或基于信号的转向、加速、制动和齿轮指令输入配置参考应用。

环境

环境子系统产生风和地面力。参考应用有这些环境变量。

Environment

Variant

Description

Ground Feedback

3D Engine

使用车辆地形传感器块来实现3D环境中的光线追踪

Constant (default)

实施恒定的摩擦值

控制器

控制器子系统产生发动机扭矩、变速器齿轮、制动压力和差压指令。

ECU

ECU控制器产生发动机扭矩指令。该控制器通过将发动机扭矩命令限制在模型工作区变量EngRevLim所指定的值内,来防止发动机的过高转速。默认情况下,该值为7000rpm。如果差速器扭矩指令超过了有限的发动机扭矩指令,ECU会将发动机扭矩指令设置为指令的差速器扭矩。

变速器控制

变速器控制器子系统产生变速器齿轮指令。该控制器包括这些变量。

Variant

Description

Transmission Controller

实施一个变速器控制模块(TCM),该模块使用Stateflow?逻辑,根据车辆加速度、轮速和发动机转速生成档位指令。

Driver – No Clutch

开环传动控制。控制器将档位指令设定为档位请求。

PRNDL Controller (default)

实施一个变速器控制模块(TCM),该模块使用Stateflow逻辑,根据车辆加速度、制动指令、车轮速度、发动机速度和档位要求,生成档位指令。

Paddles

实施一个拨杆控制器,使用车辆的加速度和发动机转速来生成档位指令。

制动压力控制

制动控制器子系统实现了一个制动压力控制子系统来产生制动压力指令。制动压力控制子系统有这些变量。

Variant

Description

Bang Bang ABS

I实施了一个防抱死制动系统(ABS)反馈控制器,在两种状态之间切换以调节车轮滑移。砰砰控制使实际滑移和期望滑移之间的误差最小。对于期望的滑移,控制器使用滑移值,在这个值上,mu-滑移曲线达到一个峰值。这个期望滑移值是最小制动距离的最佳值。

Open Loop (default)

开环制动控制。控制器根据制动指令将制动压力指令设定为参考制动压力

Five-State ABS

当你模拟机动时,五状态ABS控制。五状态ABS控制器使用基于车轮减速和车辆加速的逻辑开关来控制每个车轮的制动压力。

考虑使用五状态ABS控制来防止车轮锁定,减少制动距离,或在机动过程中保持偏航稳定性。默认的ABS参数被设定为在摩擦系数比例系数为0.6的恒定道路上工作。

主动差分控制

主动差分控制子系统产生差分压力指令。为了计算该指令,该子系统有这些变量。

Variant

Description

Rear Diff Controller

实施一个控制器,根据以下情况产生压差指令。

转向角

车辆俯仰、偏航和滚动

制动命令

车轮速度

齿轮

车辆加速

No Control (default)

不执行控制器。将压差指令设为0。

乘用车

乘用车子系统有一个发动机、控制器和一个有四个轮子的车体。具体来说,该车辆包含这些子系统。

Body, Suspension, Wheels Subsystem

Variant

Description

PassVeh7DOF

PassVeh7DOF

有四个轮子的车辆。

车身有三个自由度(DOFs)–纵向、横向和偏航。

每个轮子有一个自由度–滚动

PassVeh14DOF

PassVeh14DOF (default)

有四个轮子的车辆。

车身有六个DOFs – 纵向、横向、垂直和俯仰、偏航和滚动。

每个轮子有两个DOF–垂直和滚动。

Engine Subsystem

Variant

Description

Mapped Engine

SiMappedEngine (default)

Mapped spark-ignition (SI) engine

Steering, Transmission, Driveline, and Brakes Subsystem

Variant

Description

Driveline Ideal Fixed Gear

Driveline model

All Wheel Drive

将传动系统配置为全轮、前轮、后轮或后轮主动差速驱动,并指定扭矩耦合器的类型。

Front Wheel Drive

Rear Wheel Drive

Rear Wheel Drive Active Differential (default)

Transmission

Ideal (default)

实现了理想的固定齿轮传动

Brake Hydraulics

NA

当控制器对一个油缸施加制动指令时,实现液压系统的启发式响应。包括前轮和后轮的偏置系数。该子系统将施加的压力转换为油缸阀芯位置。为了产生制动压力,阀芯向油缸的下游施加流量。

可视化

当你运行模拟时,可视化子系统提供驾驶员、车辆和响应信息。参考应用程序记录了机动过程中的车辆信号,包括转向、车辆和发动机速度以及侧向加速度。你可以使用模拟数据检查器来导入记录的信号并检查数据。

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Element

Description

Driver Commands

Driver commands:

Handwheel angle

Acceleration command

Brake command

Vehicle Response

Vehicle response:

Engine speed

Vehicle speed

Lateral acceleration

Steer, Velocity, Lat Accel Scope block

SteerAngle — Steering angle versus time

<xdot> — Longitudinal vehicle velocity versus time

<ay> — Lateral acceleration versus time

Vehicle XY Plotter

Vehicle longitudinal versus lateral distance

ISO 15037-1:2006 block

Display ISO standard measurement signals in the Simulation Data Inspector, including steering wheel angle and torque, longitudinal and lateral velocity, and sideslip angle

如果您在参考发生器块3D引擎选项卡上通过选择 "启用 "来启用3D可视化,您可以在AutoVrtlEnv窗口中查看车辆响应。

为了顺利地改变摄像机的视图,请使用这些关键命令。

Key

Camera View

1

Back left

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View Animated GIF

2

Back

3

Back right

4

Left

5

Internal

6

Right

7

Front left

8

Front

9

Front right

0

Overhead

对于额外的相机控制,请使用这些关键命令。

Key

Camera Control

Tab

Cycle the view between all vehicles in the scene.

View Animated GIF

Mouse scroll wheel

Control the camera distance from the vehicle.

View Animated GIF

L

Toggle a camera lag effect on or off. When you enable the lag effect, the camera view includes:

Position lag, based on the vehicle translational acceleration

Rotation lag, based on the vehicle rotational velocity

This lag enables improved visualization of overall vehicle acceleration and rotation.

View Animated GIF

F

Toggle the free camera mode on or off. When you enable the free camera mode, you can use the mouse to change the pitch and yaw of the camera. This mode enables you to orbit the camera around the vehicle.

View Animated GIF

后面的参考《MATLAB双线变道仿真模型》

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