کتاب مدل سازی، شبیه سازی و بهینه سازی خودروهای پیشرفته با نرم افزار ادوایزر ADVISOR

کتاب مدل سازی، شبیه سازی و بهینه سازی خودروهای پیشرفته با نرم افزار ادوایزر ADVISOR

کتاب مدل سازی، شبیه سازی و بهینه سازی خودروهای پیشرفته با نرم افزار ادوایزر ADVISOR

مقدمه کتاب مدل سازی، شبیه سازی و بهینه سازی خودروهای پیشرفته با نرم افزار ادوایزر ADVISOR نوشته دکتر سید محمد تقی بطحایی

ادوایزر چیست و چه کسانی ممکن است از آن بهره ببرند
ادوایزر یا شبیه ساز خودروهای پیشرفته مجموعه ای از مدل ها داده ها و فایل های متنی است که در متلب و سیمولینک استفاده می شوند این ابزار برای تحلیل سریع عمل کرد و مصرف سوخت خودروهای معمولی الکتریکی و ترکیبی طراحی شده است علاوه بر این ادوایزر برای شبیه سازی و بررسی دقیق اجزای قوای محرکه های که توسط کاربر تعریف می شوند بستری را فراهم می کنند یک نقطه شروع از داده‌های خودرویی تایید شده و الگوریتم هایی که از انعطاف مدلسازی در سیمولینک و قدرت تحلیلی متلب بهره کامل را می برند
با استفاده از ادوایزر می توانید:

• مصرف سوخت خودروهایی را تخمین بزنید که تاکنون ساخته نشده اند
• چگونگی مصرف و تلف شدن انرژی در خودروهای معمولی برقی و ترکیبی را به واسطه قوای محرکه آنها یاد بگیرید
• آلایندگی‌های مربوط به سیستم اگزوز را در چندین چرخه رانندگی بسنجید
• راهبرد مدیریت انرژی را برای مبدل سوخت خودروی ترکیبی خود ارزیابی کنید
• نسبتهای دنده در محور انتقال را بهینه کنید تا مصرف سوخت کمینه یا عملکرد بیشینه شود

مدل ها در ادوایزر شامل موارد زیر هستند
به طور عمده تجربی وابسته به رابطه های ورودی خروجی اجزای قوای محرکه که در آزمایشگاه اندازه گیری شده اند
شبه استاتیک استفاده از داده های جمع آوری شده در آزمونهای حالت پایدار به عنوان مثال سرعت و گشتاور ثابت و اصلاح آن ها برای اثر های گذرا مانند اینرسی دورانی اجزای قوای محرکه
به طور مقدماتی در نوامبر ۱۹۹۴ نوشته و استفاده شد پس از آن برای کمک به پیش بردن قراردادهای فرعی مرتبط با سیستم محرکه خودرو ای ترکیبی در دپارتمان انرژی آمریکا به میزان مورد نیاز اصلاح شده است نهایتاً در ژانویه ۱۹۹۸ یک تلاش برای توسعه هماهنگ با تعهد به جمع آوری و مستندسازی ادوایزر صورت گرفت پس از آن بیش از ۴۵۰۰ نفر شامل تامین کنندگان اصلی قطعات یک یا چند نسخه از ادوایزر را دانلود و استفاده کردند د دو سوم کاربران از صنعت و یک‌سوم از دانشگاه‌ها هستند
یک لیست کوتاه از کاربران عمده آیزر شامل موارد زیر است

• دایملر کرایسلر
• کمپانی فورد موتور
• گروه جنرال موتور
• سیستم های خودروی دلفی

چگونه از کتاب مدل سازی، شبیه سازی و بهینه سازی خودروهای پیشرفته با نرم افزار ادوایزر ADVISOR استفاده بکنیم
این کتاب قصد دارد تا به عنوان یک نقطه شروع برای مبتدیان و به عنوان یک مرجع برای کاربران با تجربه تر به کار برود موارد زیر به منظور آشنایی بیشتر کاربران جدید با مفاهیم اولیه توصیه می‌شود

• مرور کردن فصل اول به عنوان پیش زمینه و درک انتظارات از ادوایزر
• دنبال کردن نمونه ها در فصل دوم به منظور آشنایی با کاربری های ادوایزر
• مراجعه به فصل‌های بعدی و ضمیمه ها به منظور درک بهتر فرضیات ادوایزر و آشنایی بیشتر با فایل های ورودی خروجی
• قابلیت ها و کاربرد های نرم افزار ادوایزر

ادوایزر از فیزیک پایه و عملکرد اجزای سنجش شده برای مدل سازی خودروهای موجود و یا در آینده استفاده می‌کند �ان واقعی آن در پیش‌بینی عملکرد خودروها این هفته است که هنوز تولید نشده اند وایزر به سوال زیر پاسخ می دهد اگر ما یک خودرو با ویژگی‌های مشخص بشه بسازیم چه میشود
وایزر در حالت عادی می تواند مصرف سوخت میزان انتشار آلاینده های خروجی عملکرد شتاب گیری و شیوع بیماری را پیش‌بینی کند به طور کلی کاربران دو مرحله زیر را طی می‌کند
تعریف یک خودرو با استفاده هست اندازه گیری یا تخمین مشخصات اجزا و داده های کلی خودرو
مشخص کردن یک نمایه سرعت زمان به انضمام شیب جاده که خودرو می بایست آن را دنبال کند پس از آن ادوایزر به روش خود خودرو را به کار می گیرد تا مطمئن شود که چرخه رانندگی با بهترین توانایی های خودرو مطابقت دارد و تقریباً هر گشتاور سرعت ولتاژ جریان و توان عبوری از یک جزء به جزء دیگر را اندازه گیری می کند
ادوایزر به کاربر امکان می‌دهد تا به سوالاتی مانند زیر پاسخ دهد

• آیا خودرو می‌تواند نمایه سرعت را دنبال کند
• چه میزان سوخت و یا انرژی الکتریکی در آن نمایش مورد نیاز است
• وضعیت شارژ باتری در طول یک چرخه چگونه تغییر می کند
• بیشینه توان های ارسال شده به اجزای قوای محرکه چه مقدار است
• توزیع گشتاور ها و سرعت ها که پیستون موتور احتراقی تحویل داده است چگونه است
• متوسط بازده سیستم انتقال قدرت چه مقدار است
• با چندین بار تغییر در تعریف خودرو و یا چرخه رانندگی کاربر می تواند به سوالاتی مانند زیر نیز پاسخ دهد
• در چه شیبی از جاده خودرو می‌تواند به طور نامحدود سرعت ۵۵ مایل بر ساعت را حفظ کند
• کوچکترین موتور احتراقی که می‌توان در این خودرو قرار داد تا در ۱۲ ثانیه از صفر تا ۶۰ مایل بر ساعت شتاب بگیرد چیست
• نسبت درایو نهایی یا دیفرانسیل که مصرف سوخت را کم می‌کند و زمان شتابگیری ۴۰ تا ۶۰ مایل بر ساعت را کمتر از ۳ ثانیه نگه دارد چقدر است
• حساسیت صرفه‌جویی در سوخت به وزن پس رانش آیرودینامیکی و یا تغییرات مولفه های دیگر خودرو چقدر است

رابط کاربری نظر و فایل های متنی دیگر به صورت خودکار به بسیاری از سوالات فوق پاسخ میدهند درگ بقیه سوالات نیازمند برخی برنامه نویسی ها در بخش کاربری می باشد از آنجایی که ادوایزر توسط اجزای تفکیک شده طراحی شده است مدل های اجزای آن را می‌توان به سادگی توسعه و ارتقا داد به عنوان مثال مدل کامل الکتروشیمیایی یک باتری بادی فیوژن پلاریزاسیون و اثرات گرمایی می تواند به سادگی در یک خودرو قرار گیرد و با مدل یک موتور که از منحنی راندمان استفاده می کند کار کند البته ایجاد مدل جدید و دقیق از اجزای قوای محرکه نیازمند آشنایی کامل با محیط متلب و سیمولینک است

پیشگفتار کتاب مدل سازی، شبیه سازی و بهینه سازی خودروهای پیشرفته با نرم افزار ادوایزر ADVISOR نوشته دکتر سید محمد تقی بطحایی

مدل سازی، شبیه سازی و بهینه سازی در طراحی انواع خودروها، به نمایشی هنرمندانه از رفتار الکتریکی و مکانیکی و پایداری انواع خودروهای احتراقی، برقی و هیبریدی می پردازد که یکی از پیچیده ترین سیستم های حمل و نقل می باشند.
درک مدل سازی، شبیه سازی و بهینه سازی در طراحی خودروها بدون فهم فیزیکی و اصول اساسی آن آسان نیست. این کتاب قدم به قدم به آموزش طراحی و مدل سازی و کنترل های پیشرفته در انواع خودروها برای دانشجویان و متخصصینی که می خواهند به زمینه خودرو وارد شوند، می پردازد. این مجموعه حاصل تجربیات اینجانب از سال ۱۳۶۰ که به دانشگاه پیوستم و به مسائل دینامیکی و کنترل آن علاقمند شدم، با استفاده از نرم افزار ادوایزر (ADVISOR) درباره مدل سازی، شبیه سازی و کنترل انواع خودروها در ۱۱ فصل به نگارش درآمده است.
فصل اول به معرفی نرم افزار ادوایزر شامل قابلیت ها و محدودیت ها و نحوه کار با آن می پردازد. در فصل ۲ مراحل طراحی یک خودرو توسط نرم افزار ادوایزر، در فصل ۳ تعاملات فایل ها و گردش داده ها، در فصل ۴ توصیف مدل های قوای محرکه خودروها، در فصل ۵ عناصر الکتریکی خودروها، در فصل ۶ سیستم انتقال قدرت خودروها، در فصل ۷ چرخ و ترمز در خودروها، در فصل ۸ استراتژی کنترل خودروها، در فصل ۹ مدل بار جانبی در خودروها، در فصل ۱۰ بهینه سازی طراحی خودروها، در فصل ۱۱ اعتبارسنجی طراحی و در نهایت پیوست ها، اصطلاحات و مراجع آورده شده است.
در پایان از دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری که در تصحیح این مجموعه اهتمام وافر ورزیدند، صمیمانه تشکر و قدردانی می نمایم.
دکتر سید محمد تقی بطحائی استاد دانشکده برق دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

فصل اول : مقدمه
ادوایزر چیست و چه کسانی ممکن است از آن بهره ببرند؟
چگونه از این کتاب استفاده کنیم؟
قابلیت ها و کاربردها
محدودیت ها
سیستم موردنیاز
راهنمایی و پشتیبانی
فصل دوم : چگونه از ادوایزر استفاده کنیم؟
استفاده از رابط کاربری گرافیکی
استفاده از خط دستور Matlab
ایجاد نمایه میان بر برای فراخوانی Matlab و ادوایزر
تعریف یک خودرو
اجرای شبیه سازی
صفحه نتایج خروجی
تبدیل فایل های اجزای قدیمی به نسخه فعلی ادوایزر
استفاده از ادوایزر بدون رابط کاربری گرافیکی
مثال: ارزیابی یک مرحله از طراحی
مثال: نگاشت یک فضای طراحی
مثال: اجرای سایز خودکار
فراخوانی ادوایزر خارج از Matlab
فصل سوم:أدوایزر چگونه کار می کند؟
فصل چهارم : توصیف مدل های قوای محرکه

فصل پنجم: عناصر الکتریکی

فصل ششم : سیستم انتقال قدرت

فصل هفتم : خودرو، چرخ و ترمزها

فصل هشتم: استراتژی کنترل هیبرید

فصل نهم: مدل بار جانبی

فصل دهم : رویه های ادوایزر

فصل یازدهم: گردش اطلاعات در بلوک ها