实验默认的 Driver 控制模型

PanoSim

[2017.11.01] 更新关于 S-Function 中 C 程序的说明
[2017.10.31]

简介

在 PanoSim 默认实验的 Simulink 动力学模拟系统中，默认实验是最简单的模型——只有一辆车，并且除了正向行驶外没有其他控制功能。

输入信号是[车辆模型]输出的[Body, Brake, Steer, Power]这4个 Group 中的信号，即车身状态，制动状态，转向状态和动力状态；

输出信号是对车辆的控制信息，包括油门，挡位，制动，转向等。

图1 简化的车辆与驾驶员模型的关系。驾驶员模型通过输出对车辆的控制信号（油门，挡位，制动，转向）控制车辆，进而改变车辆状态；车辆计算完毕自身状态后，将其输出给驾驶员模型，驾驶员参考当前车辆状态再决定对车辆的控制内容，这样循环。

图2 默认控制模型的整体图

如图2所示，整个模型中，有2个子模型，分别是[DriverModel1]和[veh_1]。

• [veh_1]的输出为其自身的状态（Body, Brake, Steer, Power等），输出信号给 Goto 模块 [VehicleOut1]；
• [DriverModel1]左侧的 From 模块接收 {Goto 模块 [VehicleOut1]} 的信号，以达成 图1 所示的循环；
• 在 2 个子模型之间，是[DriverModel1]将控制车辆的信号输出给[veh_1]

模型说明

输入信号

输出信号

[DriverModel1]模型

[DriverModel1]是图2中代表驾驶员的子模型。其总体结构比较简单，将输入的车辆状态信号进行筛选（BusSelector），重组（BusCreator）传递给子模型[Driver]。
子模型[Driver]负责计算控制车辆的输出信号，计算完成后，经过 BusCreator 汇总，成为整个[DriverModel1]的输出。

图3 [DriverModel1]模型，其中有子模型 [Driver]

[Driver]模型

图3 是 [DriverModel1] 的整体图，[DriverModel1] 是整个实验模型的一个子模型。在[DriverModel1] 中还有一个子模型[Driver]，它们的关系如下图：

图4 [DriverModel1]相关的层次结构

[Driver] 模型是整个驾驶员控制模型 [DriverModel1] 的核心内容，也是 [DriverModel1] 中唯一的不止是数据的筛选分割重组功能的子模型，其核心控制逻辑是由 S Function 模块 [Driver Model] 实现的；[Driver Model] 的运算过程由 C 语言程序 [panoDriver_sfun.c] 实现。

图5 [Driver] 模型实际图；除了 S Function [Driver Model] 以外，其他模块都是信号的传输集散相关的。

[panoDriver_sfun.c]

PanoSim 开发方定义的函数以 mdl 开头，放在 S-Function 的 Callback 函数中，封装所有的控制实现。其实现方式，内容不对用户开放。

extern void mdlInitializeSizes_Driver(SimStruct *S);
extern void mdlStart_Driver(SimStruct *S);
extern void mdlOutputs_Driver(SimStruct *S, int_T tid);
extern void mdlTerminate_Driver(SimStruct *S);

在目前 PanoSim 提供的所有例子工程中，相同模块的 S-Function 的程序都是一样的。

而因为无法知道，也无法修改这些 PanoSim 自定义函数，而且 PanoSim 底层接口更是不可见（即无法自行开发功能替代这些封装了的函数），所以无法在 PanoSim 现有的控制类 S-Function 中修改核心控制逻辑。