Adams/Car和Matlab联合仿真

网上给的Adams/Car+Matlab/Simulink联合仿真教程很多，但是我自己调却仍然出各种问题，最后终于成功，感慨中间全是细节……

参考了MSC软件的官方微博，和百度文库中的一篇。

本人是个Adams小白，之前完全没接触过，所以才出各种问题，大神们勿喷。

言归正传，记录一下步骤和我遇到过的问题，给大家一个参考。

联合仿真教程

首先确保Adams/Car和Matlab都是32位或都是64位，否则会出错误，以下我以64位为例。然后确保两者工作路径一致，这里可以直接在两个程序的桌面快捷方式右键->属性->起始位置中定义。程序打开后的保存路径就默认为你设置的工作路径了。把Adams安装目录下Controls\win64\adams_plant.mexw64复制到你之前设置的工作路径中，防止后面出错。

在启动Adams/Car之前，你需要先到C:\User（用户）\xxx（你的用户名）\.acar，在最上面Desired user mode中输入如下：

!----------------------------------------------------------------------!
! Desired user mode (standard/expert)
ENVIRONMENT   MDI_ACAR_USERMODE        standard
ENVIRONMENT   MDI_ACAR_USERMODE        expert
ENVIRONMENT   MDI_ACAR_PLUS_AVIEW      yes
!
!----------------------------------------------------------------------!

这样你才能在Adams/Car中打开View界面。

然后我这必须先启动一个License Server（没细究为什么），然后启动Adams/Car，File->Open->Assembly，在Assembly Name白框中右键->Search->/assemblies.tbl打开MDI_Demo_Vehicle.asy官方例车。

随后开始进行联合仿真设置：

1.输入输出变量定义

正常来说，自己新建的模型中需要自定义变量，新建变量参考百度文库这篇。但是例车上已有了相应变量，因此只需将其指定为输入输出变量即可。这里以输出body_velocity_x为例，按照需求自行调整。注意：加粗部分很关键！！！

首先，Tools->Plugin Manager中Adams/Controls的两个框打钩。

然后，Tools->Adams/View Interface打开另一视图，确保此时左偏上的下拉菜单显示的是MDI_Demo_Vehicle.testrig。

稍微解释下上面的原因，我的理解是整车装配会把包括SDI和车体各个部分的变量全部从整车模型的接口中引出，所以控制器中的变量你都可以在MDI_Deno_Vehicle.testrig中找到。而如果你输出变量直接从SDI中定义，你会发现输出的.m文件中接口号都是0，即无法连接到对应接口。所有输入输出变量都必须从MDI_Demo_Vehicle下的变量定义。

点击上方标签栏Elements左侧的Pout定义输出变量，Plant Output Name改为.MDI_Demo_Vehicle.testrig.POUTPUT_speed（这里随便起），Id按自动生成的，Comment不用填，Variable Name框里右键->Variable Class->Browse，选择MDI_Demo_Vehicle->testrig->body_velocity_x，OK确定。

同样，点击上方标签栏Elements左侧的Pin定义输入变量。右侧边栏Browse->Elements->Data Elements中能够看到四个例车中定义的输出变量，其中包括driver_demands一项。双击打开，能够看到Variable Name中包括

.MDI_Demo_Vehicle.testrig.vas_steering_demand.variable,
.MDI_Demo_Vehicle.testrig.vas_throttle_demand.variable,
.MDI_Demo_Vehicle.testrig.vas_brake_demand.variable,
.MDI_Demo_Vehicle.testrig.vas_gear_demand.variable,
.MDI_Demo_Vehicle.testrig.vas_clutch_demand.variable

这五项。而这五项则是仿真激励输出中各控制策略的5个输入。这5个变量将在第三节中详细介绍，这里仅给出结论：

通过实际测试，发现只有当输入变量是例车中的这5个输入时，才会对输出产生影响，即在生成的Simulink文件中改变输入，在输出端看到了变化。而将其他一些量作为输入，发现仿真的输出并没有改变。这里仅是我个人的尝试结果，如果有其他见解请务必留言交流，非常感谢！

Plant Output Name改为.MDI_Demo_Vehicle.testrig.PINPUT_brake，Id按自动生成的，Comment不用填，Variable Name框里右键->Variable Class->Browse，选择MDI_Demo_Vehicle->testrig->vas_brake_demand->variable，OK确定。

2.整车模型输出

标签栏切换到Plugins，点击Controls->Plant Export，弹出窗口中修改File Prefix为car_1（随便写，后面匹配即可），点击Input_Signal处From Pinput，添加MDI_Demo_Vehicle中的PINPUT_torque，确保变量在下面框中第一行（我的默认出现在第二行，会报错）。同样步骤操作右侧框，添加MDI_Demo_Vehicle中的PINPUT_angle。然后修改Target Software为MATLAB，Adams/Solver Choice改成Fortran（C++没试过），确定。此时你的工作路径中应该出现了acar.txt（操作记录），car_1.m文件和adams_plant.mexw64。

3.仿真激励输出

左上Tools->Select Mode->Switch to A/Car Standard Interface切换回界面，Simulate->Full-Vehicle Analysis->File Driven Events，设置Output Prefix为speed，Simulation Mode设为files_only，Driver Control Files中右键/driver_controls.tbl，你可以看到弹出的文件夹中包含很多.dcf文件，这些就是例车的驾驶控制文件。请按照此路径打开文件夹，复制其中的一个.dcf并重命名为test.dcf，用记事本打开，参照这篇教程中第8章驾驶机器部分对文件进行修改。读完教程后，你应当就对上面的5个输入变量有了一定认识，这里我的理解是整辆车只有这5个变量是自变量，其他所有变量都是因变量，故而你对其他变量输入的数值会被计算数值所覆盖，而这5个变量则是可以输入的接口。这里我简单的将所有5个输入改成开环控制，完整文本如下：

$---------------------------------------------------------------------MDI_HEADER
[MDI_HEADER]
 FILE_TYPE     = 'dcf'
 FILE_VERSION  = 2.0
 FILE_FORMAT   = 'ASCII'
(COMMENTS)
{comment_string}
'DCF file for cosimulation'
$--------------------------------------------------------------------------UNITS
[UNITS]
 LENGTH  =  'meter'
 FORCE   =  'newton'
 ANGLE   =  'deg'
 MASS    =  'kg'
 TIME    =  'sec'
$---------------------------------------------------------------------EXPERIMENT
[EXPERIMENT]
EXPERIMENT_NAME = 'COSIMULATION'
STATIC_SETUP    = 'STRAIGHT'
INITIAL_SPEED   = 16.667
INITIAL_GEAR    = 3
INITIAL_CLUTCH  = 0

(MINI_MANEUVERS)
{mini_manuever     abort_time   step_size}
'COSIMULATION'      12.0         0.1
$--------------------------------------------------------------------COSIMULATION
[COSIMULATION]
(STEERING)
  ACTUATOR_TYPE     =  'ROTATION'
  METHOD            =  'OPEN'
  MODE              =  'ABSOLUTE'
  CONTROL_TYPE      =  'CONSTANT'
  CONTROL_VALUE     =  0
(THROTTLE)
  METHOD            =  'OPEN'
  MODE              =  'ABSOLUTE'
  CONTROL_TYPE      =  'CONSTANT'
  CONTROL_VALUE     =  0
(BRAKING)
  METHOD            =  'OPEN'
  MODE              =  'ABSOLUTE'
  CONTROL_TYPE      =  'CONSTANT'
  CONTROL_VALUE     =  0
(GEAR)
  METHOD            =  'OPEN'
  MODE              =  'ABSOLUTE'
  CONTROL_TYPE      =  'CONSTANT'
  CONTROL_VALUE     =  3
(CLUTCH)
  METHOD            =  'OPEN'
  MODE              =  'ABSOLUTE'
  CONTROL_TYPE      =  'CONSTANT'
  CONTROL_VALUE     =  0
(END_CONDITIONS)
{measure       test   value   allowed_error filter_time delay_time group}
'VELOCITY'     '<<'     1         0.1           0.0         0.0

这里推荐在修改完成后，先把上文的Simulation Mode设为interactive，执行后用Review->Animation Controls进行仿真，观察自己的设置是否正确（也可以在Review->PostProcessing Window中显示变量变化曲线），以确定.dcf文件修改正确。然后删除掉除工作路径中除步骤2中提到的文件外的其他文件，重新执行仿真激励输出，Simulation Mode设为files_only，继续下面的步骤。

files_only输出后，你在Message Windows中应该看不到任何Error并提示written successfully，如果有请重复输出一遍，还有就请检查你的变量设置。检查你的工作路径，这时应当出现了名为speed_test（即以test为.dcf文件的名为speed的文件）的6个文件（包括.acf和.m文件）和名为speed_test_controls的.acf文件。

4.联合仿真实现

打开Matlab，打开工作路径中的car_1.m文件，ADAMS_prefix = 'car_1' 修改为ADAMS_prefix = 'speed_test' ，ADAMS_init = 'file/command=car_1_controls.acf' 修改为ADAMS_init = 'file/command=speed_test_controls.acf' ，保存文件。

在Matlab命令行窗口中输入car_1，此时应当显示

%%% INFO : ADAMS plant actuators names :
1 xxxxxxxx
%%% INFO : ADAMS plant sensors   names :
1 xxxxxxxx

并且在右侧加载了很多变量。在命令行中继续输入adams_sys，应当弹出Simulink窗口，包括两个红色框和一个名为adams_sub的橙色框。左上角新建模型，将adams_sub（橙色框）复制进去，添加阶跃输入，输出接示波器，然后点击运行。模型底部一开始会显示compiling，当显示running后表面模型编译成功，此时就可以打开示波器查看参数了。推荐输入用一个阶跃输入，输入数值要大（因为默认单位较小，比如速度单位是mm/s，力矩单位N·mm），我的例子中设置为了10000，看到了明显变化。

以上就是联合仿真的全部步骤，下面就可能遇到的问题给出说明。

可能遇到的问题

1.Adams/Car仿真激励输出错误

Adams中问题报错：

ERROR:    Invalid operand in expression
ERROR:      ( <<,>>.__MDI_SDI_TESTRIG.steering_wheel_torque )

并且没有输出curve_crc.m和curve_crc_controls.acf，打开car_1.m文件后，ADAMS_uy_ids的两个量都是0。

解决方法：输入输出变量设置部分，应当选择MDI_Demo_Vehicle->testrig下的变量。

2.Simulink中S-function不存在

Simulink中问题报错：

Error reported by S-function 'adams_plant':S-Function 'adams_plant' does not exist

解决方法：将Adams安装路径下controls->win64下的adams_plant.mexw64拷贝到工作路径中

3.Simulink中S-function启动失败

Simulink中问题报错：

Error reported by S-function 'adams_plant' in xxxxx:Error in Adams(server) simulation startup.

解决方法：仍然应该是输入输出变量的定义部分出现错误，请仔细按照教程检查。

4.Simulink编译成功，运行中终止

Simulink中问题报错：

Error reported by S-function 'adams_plant' in 'untitled/adams_sub/ADAMS Plant/S-Function':
AEI_Outputs: Adams output evaluation failure at time 0.005000

解决方法：这里是由于你在第三步中设置的参数出现错误所导致的。具体原理我不太懂，估计是车做不到按你设置的参数运动。