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技術(shù)文章
在上一篇文章：，我們講述了在構(gòu)建FMU中，如何通過(guò)fmi_simple_car.cpp來(lái)實(shí)現(xiàn)FMI2.0，即如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的車(chē)輛模型來(lái)進(jìn)行車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真。今天康謀接著展示如何通過(guò)simple_car.cpp和simple_car.h構(gòu)建車(chē)輛模型本身。
首先simple_car.cpp主要構(gòu)建了車(chē)輛所需的多個(gè)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，包括底盤(pán)的位姿、車(chē)輪的狀態(tài)等，而simple_car.h提供多個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)基于FMI2.0標(biāo)準(zhǔn)將參數(shù)寫(xiě)入到車(chē)輛中。
simple_car.cpp主要分為三部分：
初始化車(chē)輛動(dòng)力學(xué)參數(shù)
計(jì)算參數(shù)并更新車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)變化
根據(jù)車(chē)輛的位姿計(jì)算車(chē)輪的坐標(biāo)
在頭文件中，除了定義相關(guān)函數(shù)外，還提供了車(chē)輛的一些靜態(tài)參數(shù)，用于協(xié)助動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算，比如給定車(chē)輛的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比、軸距、最大附著加速度、車(chē)輪半徑等。
我們來(lái)看一個(gè)simple_car.cpp中實(shí)現(xiàn)車(chē)輛狀態(tài)更新的簡(jiǎn)單示例：
const double wheel_angle =val_refs[STEERING_ANGLE] / m_steer_transmission_ratio;
const double curvature = wheel_angle / m_wheelbase
const double yaw_rate = curvature * val_refs[CHASSIS_SPEED]
這三個(gè)分別計(jì)算了轉(zhuǎn)向角、曲率和偏航率。基于這個(gè)三個(gè)值，再結(jié)合車(chē)輛的靜態(tài)參數(shù)，我們可以計(jì)算并推算出其他的車(chē)輛運(yùn)動(dòng)姿態(tài)參數(shù)。
我們也會(huì)通過(guò)加速踏板和剎車(chē)踏板的狀態(tài)來(lái)計(jì)算車(chē)輛（底盤(pán)的縱向加速度），其中m_max_adh_acc為在頭文件中預(yù)先定義的最大附著加速度:
if val_refs[BRAKE_PEDAL_POSITION] < 0.0
{
val_refs[CHASSIS_LONGITUDINAL_ACCELERATION] = val_refs[BRAKE_PEDAL_POSITION] * m_max_adh_acc;
}
可以注意到我們使用了宏定義的[STEERING_ANGLE]、[CHASSIS_LONGITUDINAL_ACCELERATION]和[BRAKE_PEDAL_POSITION]。
使用這一方式的原因：一是為了計(jì)算不同參數(shù)時(shí)清晰明了，此外更重要的是這和FMU中的modelDescription.xml文件所對(duì)應(yīng)，modelDescription.xml規(guī)定了FMU的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)可以參考FMI系列的第二篇文章。
在XML文件中，需要關(guān)注的參數(shù)類(lèi)型為name和valuReference，STEERING_ANGLE這一name對(duì)應(yīng)的valuReference值為3，那么為了方便我們使用這些參數(shù)，可以把這些定義的宏寫(xiě)入到value_reference_ids.h中，當(dāng)然也可以寫(xiě)入simple_car.h這一頭文件里。
在完成simple_car.cpp、simple_car.h和FMU描述文件modelDescription.xml文件的構(gòu)建，最后一步就是要將其編譯成為所需FMU文件并生成我們的動(dòng)態(tài)庫(kù)文件(.so/.dll)。
我們采用Cmake來(lái)進(jìn)行編譯，除了定義源文件、添加庫(kù)、特定目錄、鏈接庫(kù)（主要是glm和fmi2_interface）以外，我們還需要針對(duì)FMI平臺(tái)進(jìn)行配置：
以上就是基于FMI2.0構(gòu)建FMU的全部?jī)?nèi)容，在下一期中我們將介紹在仿真軟件aiSim中通過(guò)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)API來(lái)實(shí)現(xiàn)和FMU的聯(lián)合仿真。
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