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Adams Real Time 车辆动力学仿真软件

摘要: 将车辆动力学模型与底盘稳定性控制器、视觉/距离传感器或驾驶模拟器(例如 VI-Grade公司的Dim驾驶模拟器)之类的硬件元件进行仿真和测试时,车辆动力学模型的是先决条件。长期以来,MSC Adams 一直是汽车行业颇受青 ...

将车辆动力学模型与底盘稳定性控制器、视觉/距离传感器或驾驶模拟器(例如 VI-Grade公司的Dim驾驶模拟器)之类的硬件元件进行仿真和测试时,车辆动力学模型的是先决条件。长期以来,MSC Adams 一直是汽车行业颇受青睐的车辆动力学仿真软件。

如今,借助 Adams Real Time,从 SIL(软件在环)到 HIL(硬件在环)、ADAS(高级驾驶员辅助系统)应用程序,分析人员都可以重复使用同一个高逼真度离线仿真基础模型。这种单一工具/单一模型方法不仅有效提高车辆开发效率,缩短开发周期,还可以消除易出错的不同动力学仿真软件之间的模型转换工作,节省数万美元的成本。
 

   在 Adams Real Time 出现之前,Adams Car 用户需要将 Adams 模型转换成第三方模型,然后才能进行硬件在环(HIL)仿真和测试。这一工作流程存在三个缺点:

1. 必须使用两种不同的工具来创建两组不同的车辆全尺寸模型;

2. 无法将降阶的第三方模型转换回最初的 Adams 模型;

3. 在某些第三方模型中无法对组件/拓扑结构进行修改。
 

Adams Real Time 出现之后,工程师们便可将同一个 Adams 模型同时用于高逼真度仿真和实时分析。将两套模型合二为一,可大幅减少进行模型转换所需的工作量,从而改善了一致性,并且提高了不同部门之间的工作流程效率。

借助 Adams,以下创新工作就可以运用 Adams Real Time 的强大功能,并在 ADAS 仿真中大显身手:

1. 平台集成

• Adams Car VTD 集成——可提供用于 VTD 内部使用的 Adams Car 工厂模型

采用 MSC 软件旗下 VIRES Simulationstechnologie GmbH 的 Virtual Test Drive(VTD)来开发并测试高级驾驶员辅助系统及主动安全系统,为自动驾驶提供解决方案。Adams Car 允许其用户生成一个车辆全尺寸模型,可将其用作 VTD 仿真环境中的工厂。由 VTD 通过 VTD 脚本驱动程序控制或 HIL/DIL 仿真,将转向、节气门及制动信息输入到 Adams 模型中。Adams 模型将车身及车轮状态返回给 VTD。该功能需安装 Adams 2018.1 或之后的版本以及 VTD 2.1或之后的版本。

• Concurrent平台上的实时分析——将 Adams 与硬件控制器或驾驶模拟器相连

工程师们需要将实时仿真与硬件控制器或驾驶模拟器进行衔接。Adams Real Time 用户在使用高逼真度(高精度复杂模型)仿真以及面向硬件在环的实时分析时可一直留在 Adams 环境中。Adams Solver 支持在 RedHawk™ Linux® 操作系统上运行的 Concurrent 实时仿真机的 SIMulation Workbench®(SimWB)集成环境。

Adams Solver 可参与 SimWB 实时环境中的协同仿真。 这可通过扩展 Adams 对功能模型接口(FMI)的支持来实现。可将从 Adams View 或Adams Car 中的 Adams Controls 或 Adams Mechatronics 导出的功能模型(FMU)单元导入到 SimWB 中。

如今可在 RedHawk Linux 操作系统上进行独立的 Adams Solver 分析。

MSC 软件已获得了 Adams Solver 在以下环境中的认证:
  • 在 RedHawk Linux 6.5 和 Simulation Workbench Control Center 7.5 中运行的iHawk®
  • RedHawk Linux 7.0 和 SIMulation Workbench Control Center 7.4
2.实现实时合规性

• Adams Real Time Integrator ——新型固定步长积分器可加快仿真速度

采用 Adams 解算器设置的 Real Time Integrator 可让用户符合实时操作系统的要求。该积分器可确保 Adams 仿真速度和通信间隔能满足实时平台/硬件的要求(例如驾驶模拟器或 ABS 控制器)。

加入了针对支持 I3 和 SI2 公式的 GSTIFF 积分器以及 HHT 积分器的固定步长选项。固定步长选项旨在确保在给定的时间内完成固定工作量,以满足 Linux 实时操作系统(RTOS)的要求。


 •  Model Fidelity Tuning ——用于生成更高效率车辆模型的自动化实用程序

在车辆动态模型的解算时间中,高逼真度组件模型意味着巨大的性能成本,在许多情况下,采用更为有效的建模方法可得到足够精确的结果,这也是进行实时分析时的优先选择。

Adams 包含一个自动化实用程序,用于降低 Adams Car 防倾杆对象的建模逼真度。引导那些通过 FE 部件或梁方法对防侧倾杆建模的用户进行简化,用简单的方法(两个部件和抗扭弹簧)来建立类似的防侧倾杆模型。

其中包括对防侧倾杆进行一系列的仿真练习,并在初始模型与简化模型之间进行对比,从而自动推导出适当的抗扭弹簧刚度。用户可选择自动推导出的弹簧刚度或者用自己的数值重新进行对比。一旦弹簧刚度满足要求,用户就可以继续简化其他的部分,并且实用程序将自动采用简化版本替换防侧倾杆。


此外,Adams 还包含一个用于降低轮胎建模逼真度的自动化实用程序。引导那些通过 FTire、详细的第三方模型或者较复杂的 Adams Tire PAC2002 选项(例如瞬态模型、皮带动力学、3D 包络接触)对轮胎建模的用户进行简化,将其简化为更简单的 PAC2002 模型。其中包括一个通过向导来引导用户使用相应工具的半自动处理流程:轮胎试验、轮胎数据及装配工具(TDFT)。最后将采用新的轮胎模型自动更新车辆模型。


 3. 可视化/后期处理功能

  • Real Time Animation for Adams Car Models——在 Real Time Simulations 运行期间播放 Animate Adams Car Models 动画时,可将同一台机器作为解算器,也可以将不同的机器作为解算器。

通过 FMU 运行 Adams Real Time 仿真时,有可能难以评估仿真结果是否与预期相符。借助 Real Time Animation 功能,就可以在仿真期间联机播放 Adams Car 模型动画。要想在 SimWB 实时环境中实现这一功能,可在 Adams Controls 工厂导出时将车辆模型的几何形状包含在功能模型单元(FMU)内。动画可在运行 Adams Solver 的同一台机器上播放,也可以在不同的机器上播放。目前,动画组件只支持在 Red Hat Linux 平台上运行(不支持 SUSE Linux 或 Windows),并且只有 Adams Car 模型可以实时播放动画。

 

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本文作者
2019-5-21 09:47
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