AVL Cruise是一款可以进行车辆动力性、经济性和排放性能仿真的软件,其模块化的建模理念可以方便地搭建不同布置结构的车辆模型。本文主要对Cruise软件的基本界面和文件管理等内容进行简单介绍。
一、概述
AVL Cruise是一款专业的汽车动力学仿真软件,旨在帮助工程师进行车辆性能分析与优化,其主要包括四个功能模块:车辆动力学、环境仿真、控制系统仿真和电池系统仿真。
在车辆动力学模块,Cruise可以模拟车辆的运动学和动力学性能,通过建立车辆的初始状态、质量、几何特征和车辆模型等参数,可以在仿真环境中模拟车辆的加速、制动、转向等行为;在环境仿真模块,Cruise可以模拟不同道路条件下的车辆行驶情况,包括平坦路面、上坡、下坡、弯道等,进而评估车辆在不同环境下的性能表现;在控制系统仿真模块,Cruise可以模拟车辆的控制系统,包括车辆稳定控制、牵引力控制、刹车控制等,这样就可以优化系统的设计、提高车辆的稳定性和安全性;在电池系统仿真模块,Cruise可以对电池系统进行仿真分析,包括电池容量、充电速度、放电速度等参数的优化,从而提高电动车辆的续航里程和使用寿命。
Cruise的典型应用是在车辆传动系和发动机的开发过程中,用于计算和优化车辆的燃油经济性、排放性和车辆的动力性(原地起步加速、超车加速)、变速箱速比、制动性能以及为强度计算和传动系的振动生成载荷谱等。
Cruise的典型计算任务工况包括以下几个:循环行驶工况Cycle Run、爬坡性能分析Climbing Performance、稳态行驶性能分析Constant Drive、满负荷加速性能分析Full Load Acceleration、最大牵引力计算Maximum Traction Force、巡航行驶工况Cruising、制动/滑行/反拖性能分析Brake/Coast/Thrust。
二、软件界面介绍
以AVL 2020版为例,在Advanced Simulation Technologies(即AST)平台界面下,找到CRUISE打开即可,如图1所示。
打开Cruise软件后的界面如图2所示。
可见,界面中主要包括三大区域,其中红色框内为菜单栏和快捷键区域、绿色框内为模型和项目管理区域、蓝色框内为建模界面和资料管理区域。当绿色框内选择不同的模块时(如User和Tools等),其他区域对应的内容也会有些许不同。这里以绿色框内的不同模块为基准,分别进行相应内容的介绍。
1、User模块。软件打开后,默认显示的即为User模块界面,Projects下是软件自带的例子模型,如在Advances Models下包含了多个比较常见的模型,如AMT、DCT等;在Commercial Vehicles下包含了商用车相关的模型;在Conventional Models下包含了常见的自动挡、手动挡的前驱、后驱和四驱模型等,如图3所示。
在GSP Models下包含了和换挡相关的模型;在Hybrid and Electric Models下包含了混动和电动的模型,如纯电、燃料电池和增程的模型等,这其中有个Special EModules,里面包含了常用的新能源模块,如BMS(电池管理系统)、DC DC等;在Interface Models下包含了和接口相关的模型,如Cruise和Matlab的配置等;此外,还有Motor cycles(摩托车相关)、Off-road Vehicles(非道路机械相关)等模型,可以根据需要进行查看和参考学习,如图4所示。
2、Sever模块,其中显示的内容和User相同,不再赘述。
3、Tools模块。点中Tools模块后显示如图5所示。
可见,右侧资料管理区域有多个项目,如AVL Design Explorer(用于优化)、Random Cycle Generator(随机路谱生成工具)等,比较重要的是Manuals,可双击打开,其中比较有用的是User Manual,双击后即打开Cruise软件的网页版帮助文档,如图6所示,可以根据需要进行查找查看。
4、Desk模块。Desk模块是建模时的主要窗口,刚打开软件时,在Desk模块下的界面如图7所示。
Desk模块下菜单栏和快捷键比较容易识别,需要说明的是部分快捷键(即从Vehicle Model至Result Manager的这几项)是和下方模型和项目管理区域的建模功能一一对应的。
点击Vehicle Model即进入了建模窗口,如图8所示。由于是空模型,所以里面无部件。
点击Vehicle Data可显示模型中部件的数据。这里我们先在User模块下复制Truck中的一个模型,如图9所示。
然后点中新复制得到的模型,右键后选择load即打开(Cruise打开模型的方式)。此时再点中Vehicle Data就可以看到该模型中所包含的各部件,点中某一部件即可查看其参数信息,如图10所示。
此时再点击Vehicle Model后,即可查看整个模型,如图11所示。
这里需要说明两点:
第一,中间一栏上方的Modules区包含了建模所需的各个部分;中间的Systems是分层设置,下方的3D-View处可以显示不同的层级;
第二,在右侧模型显示区,Ctrl+鼠标中键可以对模型进行缩放;点击右上角的AVL图标可以快速进入计算中心。
在Project Data处存放的是计算任务,即建好模型后需要添加相应的计算任务进行仿真,如循环油耗、加速时间等,如图12所示。
在Favorites处收藏的是一些常用的参数,以便于后续进行修改。
点击Calculation Center即进入计算中心,如图13所示。
在这里可以选择相应的计算,如简单计算Single Calculation、矩阵计算Matrix Calculation、动力总成计算Component Variation、分层计算System Variation、批处理计算Batch Calculation、CMC计算(生成带输入数据的可执行文件)。
最后是Result Manager结果处理,可以查看各个计算结果。
三、软件文件管理
由于Cruise软件执行的是三级目录标准,即需将模型文件往上的第三个文件夹指定为工作路径文件夹才能正常打开模型,因此,这里对软件文件管理的内容进行介绍。
首先在自己的某一工作盘中创建一个新的文件夹,如“MY_MODEL”(注意命名规则,避免中文字符及特殊字符),然后打开Cruise软件,在快捷键一栏中点击“direction of projects”打开指定目录的对话框,找到新建的文件夹,点击OK即可,如图14所示。
此时,左侧的User下方变为空白,如图15所示。这是因为新建文件夹下无任何模型文件存在。
接下来进行项目的创建:点中User下的projects,右键>new>project,出现对话框后定义项目的名称,如“CV_NEW”(可以是车型的名字),如图16所示。
点击OK后退出,即生成了空白的project。此时在刚才新建的MY_MODEL文件夹下自动生成了CV_NEW文件夹,但此时里面还是无任何文件。
然后进行模型的建立,点中刚建的CV_NEW项目(注意不要点错了对象),右键>new>version,出现对话框后定义模型的名称,如“AMT_FWD”(可以是车的名字),如图17所示。
点击OK后退出,即生成了空白的车辆模型。此时在自动生成的CV_NEW文件夹下出现了AMT_FWD文件夹,其中包含了一个prj模型文件。
然后点中新建的version,右键>load,此时会自动跳转至Desk模块下,并打开了一个新的车辆模型,如图18所示。
至此,对模型进行保存,然后再来到AMT_FWD文件夹下,可见除了原来的prj模型文件外,又多出了很多文件,如图19所示。
到这里,我们就可以清楚Cruise软件的三级文件管理目录,即在软件中将prj文件往上的第三个文件夹指定为工作目录时,才能正确地打开模型。
AMT_FWD文件夹下的几个主要文件简介如下:prj文件为工程文件;dbf文件为是存放模型里面数据的文件;folder文件夹是用来存放计算任务的,多个计算任务会出现多个folder文件夹;drivers文件夹是用来存放驾驶员模型的;messages文件夹是存放文本文件的;template文件夹是用来存放模板的,如油耗分布图等;userdata文件夹是存放用户自己的文件,如图片logo、电动车建模时的控制策略等。
其他注意事项:
1、为了不破坏软件自带的例子模型,建议对要打开查看的模型进行复制后再打开,防止打开修改后不可复原;
2、在新模型命名时需注意,不可采用中文字符或空格等特殊字符(Cruise软件中均要避免中文或空格等特殊字符,包括软件安装路径、模型文件夹名称、编程语言注释等,空格可用下划线代替);
3、Cruise软件无撤销键,建模过程中需注意及时保存文件,也可不断地另存模型,在完成最终模型后将过程文件删除;
4、工作路径快速切换:鼠标左键点中快捷键“direction of projects”并长按,即会在下方弹出最近的路径,选择即可。
扩展阅读: