Концепция аккумуляторных электромобилей и полностью электрических транспортных средств так же стары, как и сам автомобиль более ста лет назад. Последнее десятилетие на рынке электромобилей, так как они стали растущим сегментом рынка в транспортном пространстве. Основными причинами было снижение воздействия горения ископаемое топливо для окружающей среды, более низкие эксплуатационные расходы на транспортировку и общий потребитель интерес к технологии.
Электрификация транспортных средств стала основа для запуска новых технологий в автомобилях, таких как полуавтономные и даже автономное вождение.
Прежде чем пытаться моделировать компьютерные модели, необходимо учитывать важный фактор. Нужно получить математические уравнения, которые определяют физическое поведение.
Моделирование ? это метод познания. Он заключается в исследовании предметов, систем, процессов и явлений на основе их моделей. Модель – это упрощённое описание реально существующего объекта или явления, содержащего свойства, необходимые для изучения. При имитационном моделировании движения автотранспорта каждый исследователь выбирает свой уровень детализации и упрощения.
Имитационное математическое моделирование, в том числе и моделирование в режиме «реального времени», предоставляет широкие возможности. В настоящее время использование имитационного математического моделирования применительно к электромобилям позволяет реализовывать:
- взаимодействие с электронными бортовыми системами управления и последующую отладку указанных средств автоматизации;
- отработку базовых законов функционирования, лежащих в основе работы бортовых систем управления;
- создание человеко-машинного интерфейса для отработки первичных навыков управления;
- сбор статистических данных, получение которых при работе с физическими объектами оказывается достаточно трудоемким с точки зрения временных и материальных затрат;
- выполнение виртуальных маневров на предельных скоростях движения, осуществление которых в реальных условиях оказывается в достаточной степени опасно.
В настоящее время моделирование используют во всех областях человеческой деятельности. Предметно-физическое моделирование широко используется как в научной практике, так и в сфере материального производства. Такое моделирование всегда предполагает, что модель должна быть сходна с оригиналом по физической природе и отличаться от него лишь численными значениями ряда параметров. Наряду с этим в практике научного исследования часто используется и такой вид моделирования, при котором модель строится из объектов иной физической природы, чем оригинал, но описывается одинаковой с ним системой математических зависимостей. В отличие от предметно-физического этот вид моделирования называют предметно-математическим. Предметная модель становится здесь объектом испытания и изучения, в результате которого создаётся её математическое описание. Последнее затем переносится на моделируемый объект, характеризуя его структуру и функционирование.
В данной работе использована математическая и компьютерная модель.
Математическое моделирование имеет целью описать различные аспекты реального мира, их взаимодействие и их динамику через математику. Это
составляет третий столп науки и инженерии, достигая выполнения еще две традиционные дисциплины - теоретический анализ и экспериментирование. В наше время математическое моделирование играет ключевую роль также в областях такие как окружающая среда и промышленность. В то время как его потенциальный вклад во многих других областях становится все более очевидным. Одна из причин для этого растущего успеха, безусловно, связано со стремительным прогрессом научных расчетов. Данная дисциплина позволяет переводить математическую модель, которая может быть решена только в явном виде иногда в алгоритмы, которые можно улучшать и решать еще более мощными компьютерами. После этого успеха новые дисциплины начали использовать математическое моделирование, а именно информацию и коммуникационные технологии, финансовый инжиниринг и тд.
На самом деле, математические модели открывают новые возможности
управлять растущей сложностью технологии производство. Они могут исследовать новые решения в очень короткий период времени, что позволяет
увеличивать инновационные циклы. Это обеспечивает потенциальное преимущество для отраслей, которые могут сэкономить время и деньги на разработку и валидацию фазы. Поэтому мы можем утверждать, что математическое моделирование и научные вычисления постепенно и неуклонно расширяются в разнообразных областях, становится уникальным инструментом для качественного и количественного анализа.
Компьютерное моделирование, компьютерная модель или вычислительная модель - это компьютерная программа, запущенная на одном компьютере или сети компьютеров, которая пытается симулировать абстрактную модель конкретной системы. Компьютерное моделирование стало полезной частью математического моделирования многих естественных систем в физике (вычислительная физика), астрофизике, химии и биологии, человеческих системах в экономике, психологии, социальных науках и технике. Имитация системы представляется как запуск модели системы. Его можно использовать для изучения и изучения новых технологий, а также для оценки производительности систем, слишком сложных для аналитических решений.
Компьютерное моделирование варьируется от компьютерных программ, которые запускаются в течение нескольких минут, до сетевых групп компьютеров, работающих в течение нескольких часов, до текущих симуляций, которые выполняются в течение нескольких дней. Масштаб событий, моделируемых компьютерным моделированием, намного превзошел все возможное (или, возможно, даже мыслимое) с использованием традиционного математического моделирования на бумаге и карандаше.
От выбора программной среды зависит алгоритм построения компьютерной модели.
Электромобили в значительной мере смогут решить многие проблемы. Успех в решении этой задачи зависит от правильного выбора критерии эффективности работы электромобиля. Исследования могут быть осуществлены как на основе эксперементальных данных, так и с помощью математического моделирования, так и с помощью моделирования, что является наиболее рационально и экономически целесообразно.
Целью работы является разработка математического моделирование системы управления с запаздываниями для плоского криволинейного движения электромобиля и исследование на ней скоростных характеристик электромобиля.
Для достижения данной цели были выделены следующие задачи:
1. Создание математической и компьютерной модели прямолинейного и криволинейного движения электромобиля;
2. Разработка математической и компьютерной модели системы управления с запаздываниями для прямолинейного и криволинейного движения электромобиля;
3. Исследование и анализ скоростных характеристик электромобиля в среде имитационного моделирования Simulink.
