【CarMaker学习笔记】与Simulink联合仿真

实验介绍

• CarMaker自带与Simulink联合仿真的功能
• 与Simulink的仿真不再是之前单一的文件能够解决的了，而是需要创建一个工程，来存放相关的各种文件
• 实验环境：windows10、CarMaker 10.2、Matlab R2021a
• 我在一篇文章中看到了一个很不错的Simulink中CarMaker作用描述：（英文原文在QuickStartGuide.pdf的7.3 Description of the CarMaker Environment in Simulink章节中，翻译来源：http://www.360doc.com/content/21/0126/08/72814757_958968324.shtml）
  • CarMaker for Simulink是将IPG的车辆动力学仿真软件完全集成到MathWorks建模和仿真环境Matlab/Simulink中。因此，在CarMaker for Simulink中，用户能够扩展车辆模型本身。
  • CarMaker的高度优化和强大的功能是通过使用S函数实现和Matlab/Simulink提供的API函数添加到Simulink环境中的。
  • CarMaker for Simulink并不是一个松散耦合的协同仿真，而是两个一流应用的紧密结合，从而形成了一个既能保证良好性能又能保证稳定性的仿真环境。
  • 由于这种集成，现在可以在直观的全功能Simulink环境中使用CarMaker的强大功能。此外，在Simulink中使用CarMaker与使用标准的S功能块或内置的Simulink块没有什么不同。CarMaker块的连接方式与其他Simulink块的连接方式相同，现有的Simulink模型现在可以轻松地添加到CarMaker车辆模型中，只需点击几下即可。
  • 然而，集成并不意味着功能的损失，因为所有使CarMaker成为其领域内首要软件的功能都已包含在内，现在可以与Simulink的丰富工具集一起使用。CarMaker GUI仍可用于仿真控制和参数调整，以及定义机动和道路配置。IPGControl仍可用于数据分析和图表绘制。IPGMovie仍然可以用来使车辆模型栩栩如生，在三维空间中对多体车辆模型进行逼真的动画和渲染。
  • 简而言之，CarMaker for Simulink并不是一个脱胎换骨的版本，而是一个完整的系统，可以快速、轻松地成为任何Simulink仿真的一部分。接下来的步骤将显示它是多么容易。

实验过程

新建工程

• 进入CarMaker界面，新建一个Project
  
• 勾选CarMaker for Simulink Extras
  

  如果不想新建，想用现在的，那就点击Create Project下面的Update Project，和Create Project一样勾选。

用Matlab打开工程

• 进入目录，打开cmenv.m
  

• 运行cmenv.m，保证了CarMaker和Matlab之间的连接
  

• 到命令行窗口查看运行情况
  

• 回到当前文件夹，双击generic.mdl
  

  generic.mdl示例旨在作为一个启动示例模型，并提供了一个基本的CarMaker子系统（类似于单机版），没有任何额外的控制块。

• 弹出Simulink界面

  • 左边的齿轮表示：专用于仅用于高级应用的附加选项
  • 中间的汽车表示：CarMaker模型的Simulink表示，双击可查看CarMaker的总体结构
  • 右侧的CM是一个链接，双击弹出CarMaker的主界面
    

• 双击图片里的大CM，弹出CarMaker的主界面
  

• 如果我们没有关闭之前的CarMaker主界面，那么它会提示应用已经打开了一个，是否要再开一个，我们点击Continue即可
  
  

搭建一个简单的道路

• 最简单的一条直线道路，路线也规划一条
  
• 设置一个简单的行驶策略
  
• 选一个普通的小车
  
• 保存
  
  

模拟运行

• 回到Simulink界面，点击Run
  

• 我们在IPGMoive界面，看到小车在运行（IPGMoive界面默认需点击CarMaker主界面的File->IPGMoive调出）
  

查看实时数据

• 双击CarMaker这个小车，进入底层构造
  
• 双击DrivMan这个模块，查看驾驶原理构造
  
• 我们选择记录一些信号
  
• 点击Data Inspector查看信号
  
• 勾选信号
  
• 点击Run，查看信号变化
  
  

结束

• 本次实验可以在CSDN的资源中下载：https://download.csdn.net/download/qq_37400312/43134181
• CarMaker和Simulink的联合仿真还可以，部分数据在模块里可以直接观测到，也可以修改车辆接受的数据，但模块里没有可观的描述，不太好改，因此修改还是比较复杂的。
• CarMaker里的CM_SFun竟然是加密的， 看不到源代码，虽然我找到了CM_SFun位置在C:\IPG\carmaker\win64-10.2\CM4SL\R2021a文件夹下，名为CM_Sfun.mexw64，但看不到源代码，也就无从分析他的动力学原理了。
  
• CarMaker自带一些Simulink的样例，在BasicFunctions下，但不要直接运行，先确保工程下已经配置好了Simulink文件（实验第一步的那个CarMaker for Simulink Extras选项）。
  
• 我们可以在Matlab的命令行窗口内输入CarMaker4SL调用CarMaker的接口块集。它是一个工具箱，里面有非常有用的模块帮助创建用户定义的模型。
  
  

  • 界面会显示这十几个模块，但并不意味着它只有这十几个，你可以去Library Browser中找到更多
    

  • 直接调用有时会报错，建议先运行一下cmenv.m再调用CarMaker4SL