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# 新手入门

半物理仿真管理工具（Sysplorer Real Time，下文简称 RT ）是面向半物理仿真工程的专用上位机软件。它以真实物理模型为基础，减少虚拟系统与真实设备之间的误差，在系统开发初期到验证阶段，引入实时软硬件环境进行仿真。本文介绍了使用 RT 工具箱，将 EPB 半物理模型转换为 C 代码编译部署到实时目标机中，进行实时仿真控制及监测的方法。

# 案例分析

EPB（Electronic Parking Brake，电子驻车制动系统）以卡钳式 EPB 最具代表性，被广泛用于乘用车中。它利用线控技术将行车过程中的临时性制动（Auto Hold）功能和停车后的长时性制动（Parking Brake）功能整合在一起，并由电子控制方式实现停车制动。EPB 系统去除了普通机械式驻车制动系统的手柄或踏板等机械装置，通过一个 EPB 控制器开关（即电子驻车按钮，通常设计为按钮 P）对驻车制动器进行控制，该系统实现了驻车制动的电子化控制。

所构建的 EPB 物理模型如下图所示

通过本文，您将学习：

  • 使用 Sysplorer Real Time 工具箱搭建半物理模型实时仿真系统；

  • 画布的使用；

  • 如何配置仿真设置；

  • 比较模型仿真结果和实时仿真结果，以了解数值等效性。

# 环境配置

EPB 半物理实时仿真系统由控制器（制动控制算法）和实时机（车辆模型）组成。控制器的输入为车速、路面坡度、EPB 控制器开关状态、刹车踏板与油门踏板状态等，将汽车质量和路面摩擦系数设计为标定量，输出为制动扭矩。车辆模型中包含汽车质量块、驱动力模块、摩擦力模块、速度传感器、电机、齿轮、转动机械结构及平动机械结构。模型输入为制动扭矩，由电机推动转动机械结构，再通过转动转平动推动齿轮动作，实现车辆制动。模型输出包括速度传感器采集到的车速、汽车质量、斜坡角度（平路上为0°）和路面摩擦系数，输出至控制器中，继而形成实时数据闭环，共同构成半物理仿真系统，以对控制器进行测试。进而可以通过 Sysplorer Real Time 软件进行实时仿真控制及观测。因此使用 Sysplorer Real Time 软件的环境配置如下：

  • Windows 使用环境：

    名称 详细说明
    处理器 Intel(R) Core(TM) i7-8550U CPU @ 1.80 GHz 2.00 GHz
    内存 8 G
    硬盘 240 GB + 500 GB
    操作系统 Windows 11 家庭中文版
    用途 使用 MWORKS Real Time 工具箱实时仿真

  • 实时机使用环境：

    名称 详细说明
    处理器 Intel Xeon(R) Silver 4210R CPU @ 2.40 GHz x 40
    内存 62.5 GiB
    硬盘 3.0 TB
    操作系统 Ubuntu 18.0.4 LTS
    用途 实时仿真平台

    提示

    使用本实时机请联系同元公司提供技术支持。

  • 控制器使用环境

    名称 详细说明
    处理器 STM32F407
    最高主频 168 MHz
    SRAM 192 K
    用途 控制器，与实时机形成闭环

# 使用前准备

注意

使用本工具箱需要先获取同元 License。

  1. 因新手入门中的模型使用 Modelica3.2.3 版本建立，请将 Sysplorer 主界面 Modelica 库版本修改为 3.2.3 ，否则在翻译模型时会翻译失败；

  2. 在 Sysplorer 主页面顶部工具页签，单击半物理仿真管理工具，打开 RT 工具箱。

# 新建解决方案

# 新建解决方案创建案例

  1. 进入 RT 工具箱，单击新建解决方案按钮进入向导界面。

  2. 新建 EPB_RT 半物理模型解决方案，填写保存路径、工程名及目标机 IP 地址。

    参数名 说明 值
    解决方案 填写解决方案名称 EPB_RT
    保存路径 填写解决方案保存在电脑磁盘中的位置 E:/RT/RTSend
    工程名称 填写工程名称 RTProject
    IP地址 填写需要连接的下位机的 IP 地址 192.168.0.7

  3. 选择模型文件后，选择模型实例。

    参数名 说明 值
    模型文件 选择Sysplorer安装目录下/Docs/SemiphysicalSimulation/Samples/EPB/package.mo的模型 E:/MWORKS/Sysplorer 2024a_2425/Docs/SemiphysicalSimulation/Samples/EPB/package.mo
    模型实例 选择该模型实例 PBS

  4. 解决方案完成新建。

# 打开解决方案打开案例

  1. 进入 RT 工具箱，单击打开解决方案按钮进入向导界面。

  2. 软件安装目录下\Docs\Resource\ToolBox\RT\EPB_RT，选择.rtsln格式文件，打开解决方案。

# 新建画布

  1. 单击工具栏中的新建画布，选择控件Gauge，拖入画布，双击该控件，选择 vs 变量进行绑定。选择两个控件chart，拖入画布，双击该控件，分别选择 y 和 vs 变量进行绑定。再拖入六个Spin Box控件，双击名称，按照下图名称进行修改，无需绑定值。具体绑定方式请参见组态界面设计。

  2. 若您是通过解决方案文件直接打开的解决方案，那您需要手动修改图片路径。右击图片区域，选择设置按钮：

  3. 将图片路径修改为软件安装目录下\Docs\Resource\ToolBox\RT相对应的图片。

# 仿真设置

跳转至开始页签，选择设置按钮，弹出设置参数框。

参数名 说明 值
工程 通过下拉框选择当前设置项的工程 RTProject
模型 通过下拉框选择当前设置项的模型 EPB.PBS
终止时间 设置仿真终止时间 1000
求解步长 设置仿真求解步长 0.01
通信步长 设置仿真通信步长 0.02
目标机 IP 设置下位机的IP地址 192.168.0.7

# 模型部署

提示

从本步骤开始，请确保实时机内系统与仿真引擎已正确安装（实时机配置及系统安装包可联系同元公司提供技术支持）。

  1. 安装完成且搭建 Sysplorer Real Time 软件的计算机与实时机间的通信正常后，即可单击工具栏中的连接，与实时机建立通信。

  2. 当成功建立通信后，即可继续部署。将 EPB_PBS 半物理模型进行编译，生成可执行程序，并下载至实时机中。可以在输出面板查看各种通知消息。

  3. 单击仿真按钮，即可在画布中进行监测变化。