[发明专利]实时仿真物理系统的时间演化的方法

说明书

本发明涉及仿真物理系统的时间演化的方法，所述方法实时地给出所述系统的状态，所述系统的状态由根据预设周期(P)定期地更新的一组变量定义，所述方法包括：更新称为输入变量的至少一个变量的值；通过迭代算法的收敛来估算称为估算变量的至少一个变量的值，所述迭代算法具有至少一个输入变量作为输入数据，在所述方法中，如果在称为当前周期的周期中的最后一次迭代结束时算法尚未达到收敛，当前周期的持续时间短于或等于预设周期(P)，则从当前周期的最后一次迭代开始，迭代算法继续下一个周期。根据一个实施方案，所述方法对轮胎的行为进行仿真。

技术领域

本发明涉及实时仿真物理系统的变化的领域。本发明具体涉及用于仿真车辆所配备的轮胎的物理行为的方法。

背景技术

本发明属于软件包TameTire(米其林的注册商标)的改进的范畴，该软件包采用了一种用于仿真轮胎的物理行为的方法，所述轮胎配备于在地面上行驶的车辆。专利文献FR2 905 496详细描述了所述方法。该方法具体允许实时地计算轮胎的纵向力、横向力和自对准扭矩。自对准扭矩是围绕穿过接地面中心的Z轴、在与地面的交界处作用在轮胎上的扭矩，所述Z轴垂直于地面表面并指向上方。

这些力的计算涉及求解偏微分方程组。求解这些方程组需要采用基于迭代算法收敛的非线性计算方法。换句话说，在每个采样周期中计算这些力需要多次计算迭代。

在某些应用中，例如在驾驶仿真器的环境下，计算必须实时地进行。这意味着在仿真的每个采样周期内，必须完成量(grandeur)的计算，以满足实时性约束并保证仿真的正确运行。对于较高的采样频率，仿真的采样周期较短，例如，驾驶仿真器的采样周期约为0.001ms。因此，单个周期往往不足以允许热机械函数模型(如TameTire)收敛到足够精确的力值。

在这种情况下，所允许的计算时间的不足导致仿真在实时性方面运行不佳。在这些条件下，通常使用三种解决方案来规避该问题。

第一种解决方案是简化模型，从而简化所使用的方程，以加快每次迭代中进行的计算。这样的简化因此导致计算时间的减少。然而，第一种解决方案导致计算精度降低。

第二种解决方案是限制每个采样周期内所允许的迭代次数，以保证满足实时性约束。然而，第二种解决方案也导致计算精度显著降低。具体地说，用于仿真的力值不一定来自收敛的计算，因此不一定代表实际情况。

第三种解决方案是将模型的内部计算并行化，或者在必须多次调用模型的情况下将对模型的调用并行化，就像轮胎模型的情况一样，对于四轮车辆，轮胎模型被调用四次。该解决方案利用当今计算机的计算能力，在不降低模型精度的情况下满足实时性约束。然而，并行化计算需要创建和管理额外的计算任务。该管理依赖于在仿真的主机环境中使用的计算技术。因此，只有通过对仿真的主机环境的计算管理施加限制，才能保证并行化计算工作良好。因此，该第三解决方案不适用于诸如TameTire的模型，该模型被设计成可以用于由第三方管理的各种仿真环境的现成软件包。

本发明提供了一种旨在减轻上述缺点的解决方案。本发明的一个目的是提供一种仿真方法，无论使用何种仿真环境，所述仿真方法都能够在获得高精度的仿真结果的同时满足实时性约束。

发明内容

本发明涉及仿真物理系统根据时间的变化的方法，所述方法实时地给出所述系统的状态，所述系统的状态由与所述系统的物理数据相关联、按预设周期定期更新的一组变量定义，所述方法包括：

-更新称为输入变量的至少一个变量的值，

-通过迭代算法的收敛来估算称为估算变量的至少一个变量的值，所述迭代算法具有至少一个输入变量作为输入数据，