CarSim、Adams、Cruise和Simulink四款仿真软件的对比

CarSim、Adams、Cruise和Simulink都是进行车辆动力学仿真时常用的仿真工具,这里简单说说它们各自的功能特点和应用范围。

1. CarSim。
CarSim是Mechanical Simulation Corporation推出的一款整车仿真软件,主要从整车角度进行仿真。这个软件比较“傻瓜化”,其本质上是一个模型库+参数库+求解器+后处理工具+配置界面。也就是说,这个仿真软件自身已经自带了相当数量的模型,并且这些模型都有一些“比较靠谱”的参数,用户免去了繁杂建模和调参数的过程,只要将已有模型“拼”在一起,调整参数即可进行仿真。

因为CarSim做的全是整车仿真,为了提升仿真的速度,所以CarSim里的模型都比较简单,通常就是简单的公式或者基于特性(查表)的模型,参数也比较少,但是从整车层面来看,其精度还是可以接受的。
[CarSim的车辆模型“拼装”界面]

对于一些将控制策略与整车结合在一起的仿真,用户不再需要自己建立整车和道路模型,所以实现起来相当方便。
[CarSim自带的VS Visualizer]

CarSim可以把仿真结果生成动画,让用户非常直观的去理解仿真的结果。

另外CarSim也带有实时仿真所需的工具和联合仿真所需的接口,方便用户将CarSim与自己的软硬件平台进行集成。可以很便捷的实现驾驶模拟器等仿真平台。

这里多说一句,Mechanical Simulation Corporation公司的创立者之一Thomas D. Gillespie博士写过一本小册子,名为《车辆动力学基础》,书虽然不厚但是内容很经典,适合作为汽车动力学的入门书籍。CarSim当中的一部分模型在这本书里也有讲解,非常值得一读。

Mechanical Simulation Corporation公司在CarSim之外还有面向卡车仿真的TruckSim和面向两轮车辆的BikeSim。

2. ADAMS
ADAMS是MSC Software推出的一个多体动力学仿真工具,其主要功能就是进行多体动力学建模和仿真。
[ADAMS界面]

那我们能不能用它去做整车仿真呢?当然是可以的,可以用多体动力学的方法去建立整车模型,然后进行仿真。但是这样的整车模型复杂度很高,仿真的速度可能会很慢。

同样,ADAMS也具有动画生成功能,可以把仿真的结果生成动画,方便用户观察复杂机构的运动情况。

由于ADAMS是多体动力学仿真工具,所以对于结构复杂,不能很直接得出其特性的机械结构,可以用这个工具进行分析,比如汽车的悬架。

ADAMS同样具有联合仿真接口,可以与其他仿真工具联合仿真。

3. Cruise
Cruise是AVL推出的一款面向动力总成的仿真工具,和CarSim类似,Cruise也内置了很多的模型,如果要是做一些简单仿真的话,动动鼠标,改改参数就可以让仿真跑起来。
[AVL Cruise界面]

不过Cruise是纯粹的“数据流”,并不会生成动画,只能通过曲线和数据来观察仿真结果。

Cruise同样具有联合仿真接口,也可以在实时平台上运行。

4. Simulink
之前介绍的三款软件都是面向个别专业领域的软件,而Simulink则是一个万能建模工具。从我个人的经验来看,对于工程领域问题的仿真,Simulink可以说是“只有你想不到,没有它做不到”。
[Simulink界面]

Simulink的界面比较“不友好”,大量的工作都需要用户自己来完成,不再是“动动鼠标”那么简单。但是你完全可以通过Simulink完成整车建模仿真、多体动力学建模仿真、动力总成建模仿真等工作。

只要你肯动手,可以通过VRML来制作动画,让仿真结果更直观。

Simulink同样具有很完善的接口,方便与其他软件联合仿真,也可以实现实时仿真,搭建驾驶模拟器之类的也是Simulink可以胜任的工作。

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