CN110095993B - 具有延迟补偿的协同仿真系统及控制协同仿真系统的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种在协同仿真系统(100)中的子系统之间提供稳定通信的方法。该方法包括提供(200)描述第一物理系统的旋转体(106)的输出角速度的信号S1；利用连续移动平均(CMA)滤波器(108)过滤(202)所述信号S1并且形成时间离散的第一输出信号
Figure DDA0001946642680000011
在第二子系统中，接收信号
Figure DDA0001946642680000012
并且由
Figure DDA0001946642680000013
表示的角速度被施加(204)于第二物理系统(104)。响应信号
Figure DDA0001946642680000014
描述由第二子系统产生的力矩。由第一子系统接收响应信号
Figure DDA0001946642680000015
其中基于响应信号
Figure DDA0001946642680000016
与时间离散阻尼信号
Figure DDA0001946642680000017
之间的差异形成时间离散的反馈信号
Figure DDA0001946642680000018
通过向第一物理系统的旋转体施加惯性力形成阻尼信号
Figure DDA0001946642680000019
从而形成与
Figure DDA00019466426800000110
同步的时间离散阻尼信号
Figure DDA00019466426800000112
向旋转体施加作为力矩的时间离散反馈信号
Figure DDA00019466426800000111

Description

具有延迟补偿的协同仿真系统及控制协同仿真系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于物理系统(physical systems，也可称实体系统)的控制及协同仿真的方法。特别地，本发明涉及一种用于在控制或协同仿真系统(co-simulationsystem)中的子系统的连接中提供稳定性的方法。
背景技术
汽车工业在产品改进中加快了其步伐。同时，在最终产品中配置了越来越多的机电一体化系统。这些系统被实际上研制并且必须集成在带有目的驱动保真度仿真模型(purpose driven fidelity simulation models)的目的驱动的集成平台中。接口标准的引进——所谓的功能样机接口(functional mock-up interface，简称FMI)使得该过程能够更大规模地展开。
在域特定创作工具(domain specific authoring tools)中产生物理系统的所使用仿真模型。这些工具用于其适配目的数值求解器。由于物理系统主要在连续时域内被模型化，因此所得到的协同仿真模型事实上是采样系统。出于这种原因，众所周知的是限制被模型化系统(modeled system)的频带宽度以很好地适配在奈奎斯特频率。
但是，例如机械系统的协同仿真具有很强的耦合接口。在特定情形下当输入运动信号时，所得到的力和/或力矩(反之亦然)必须被反馈。但是，所施加的运动(或力和/或力矩)产生连续时间阶跃响应，其引起具有相对较大带宽的噪音。
此外，由于存在前述可获得的若干不同专有权的协同仿真接口，需要开放式标准API，在前面被称为功能样机接口(FMI)。开放式标准允许分享和分配仿真模型以首要支持日益增加复杂性的系统机电一体化的发展。由于网络控制器，多个域也物理地连接。
但是，随着利用共同接口的协同仿真模型递增的可用性，这种子系统的功能和性能也有越来越多的不确定性，当连接来自不同制造商和具有不同特性的子系统时其可能导致问题。特定的子系统可能被视为仅仅由其输入和输出限定的黑盒。当连接两个子系统时，由于子系统采样所致的往返行程时延可能发生接口不稳定。
不稳定性问题例如可由大的感应系数/惯性比所致，其中采样导致纯粹的时间延迟。因此能够通过奈奎斯特图分析连接的开放系统的稳定性。该奈奎斯特图显示该阶段是重要的并且能够通过更快的采样或改变子系统之间接口的因果关系来减少它。然而在运行中改变因果关系是很难的，需要聪明的主系统来集成多种模型。从技术观点看可能更快采样，但从性能观点看常常又不可行。
因此，期望减轻或消除涉及可能在两个子系统之间接口内(特别是在已知的子系统与黑盒子系统之间接口内)发生的不稳定性的问题。
发明内容
鉴于现有技术的上述及其它缺陷，本发明的一个目标是提供协同仿真的改进方法以及提供子系统之间的稳定接口的协同仿真系统。
根据本发明的第一方面，提供了在包括多个子系统的协同仿真系统中的子系统之间提供稳定通信的方法，每个子系统代表一实体车辆系统。所述方法包括：在协同仿真系统的模拟第一物理系统的第一子系统中，提供描述第一物理系统的旋转体的第一输出角速度的第一时间连续信号S1；利用连续移动平均(CMA)滤波器过滤第一时间连续信号S1并且形成时间离散的第一输出信号
Figure BDA0001946642660000031
在协同仿真系统的模拟第二物理系统的第二子系统中，从第一子系统接收时间离散的第一输出信号
Figure BDA0001946642660000032
向所述第二物理系统施加由时间离散的第一输出信号描述的角速度，并且从第二子系统提供描述由第二子系统所产生力矩的时间离散的响应信号
Figure BDA0001946642660000033
在第一子系统中，接收所述响应信号
Figure BDA0001946642660000034
并且基于响应信号
Figure BDA0001946642660000035
与时间离散的阻尼信号
Figure BDA0001946642660000036
之间的差异形成时间离散的反馈信号
Figure BDA0001946642660000037
其中形成所述阻尼信号
Figure BDA0001946642660000038
包括向所述第一物理系统的旋转体施加惯性力，得到代表力矩的时间连续阻尼信号SD，随后利用CMA滤波器过滤时间连续的阻尼信号SD并施加单位延迟以形成时间离散的阻尼信号
Figure BDA0001946642660000039
从而同步
Figure BDA00019466426600000310
与
Figure BDA00019466426600000311
向旋转体施加作为力矩的时间离散的反馈信号
Figure BDA00019466426600000312
将参照角度机械能源领域论述本发明。然而，所述协同仿真方法的一般原理同样适用于在其它能源领域例如线性机械、电磁和液压/气动能源领域中运行的系统的仿真。通过描述不同能源领域中的变量和常数的功率键合(power bonds)和键合图理论(bondgraph theory)能够描述不同能源领域之间的变换。在当前背景下，角速度和力矩分别对应于广义的流量(flow)和动力(effort)。
物理系统协同仿真中的功率键合(即子系统之间的接口)对采样所致的往返行程延迟比较敏感。换句话说，在第一子系统中，测量角速度(流量)并且将其发送至下一个子系统。利用第二子系统的正确调节的速度发生器，产生与驾驶实体角速度相同的力矩(动力)。所产生的力矩作为力矩被反馈至原点惯性(感应系数)即第一子系统。如果第一子系统的惯性很小，则力矩反馈可极大地加速第一子系统的主体。应注意到，同步第二惯性所需的力矩高于加速早先一个样本第一惯性所需的力矩。藉此，当采样周期过长时该过程振荡自我放大并且不稳定。此外，原始惯性(origin inertia)能够在采样周期下快速加速，因为随后连接负载被感测样本。
因此，本发明基于这样的认识：能够通过基于来自第二子系统的力矩输出以及阻尼信号形成反馈信号
Figure BDA0001946642660000041
并且通过向第一子系统的旋转体(即惯性质量块)施加作为力矩的反馈信号对整个系统补偿采样时间延迟。藉此，通过阻尼信号对于给定采样周期限制第一子系统的惯性质量块的加速度。如果没有连接于第一子系统的第二子系统，则所述阻尼信号仅仅影响系统对所施加传动力矩的响应时间而不影响稳态值。
根据本发明的一个实施例，通过也称为调谐惯性阻尼器(tuned inertia damper，简称为TID)的弹簧阻尼谐振器系统模型化所述惯性。调谐惯性阻尼器的惯性优选具有与在所述输出第二子系统处感测的最大惯性可相比(相差不大)的数值。
根据本发明的一个实施例，弹簧阻尼谐振器系统的固有频率高于用于协同仿真系统的采样率的奈奎斯特频率。
根据本发明一个实施例，连续移动平均(CMA)滤波器是节能滤波器。藉此，通过上述协同仿真方法实现能量守恒，其改进了系统的整体稳定性。特别地，上述CMA滤波器被构造为不劣化第一与第二子系统之间接口上的能量传输。
根据本发明一个实施例，协同仿真系统可仿真汽车传动系统(automotivetransmission system)，该系统是其中可要求协同仿真准确地模拟传动系统的一种系统。
根据本发明一个实施例，惯性可以是基于来自第二子系统的力矩输出的估算惯性。藉此，能够基于第二子系统的特性适配和调谐阻尼信号，这进一步改进了两个子系统之间连接的稳定工作包线(working envelope)。
根据本发明的一个实施例，所述方法可进一步包括在第一子系统中：确定第一时间离散输出信号
Figure BDA0001946642660000051
的时间离散加速度信号
Figure BDA0001946642660000052
用时间离散移动平均(discrete movingaverage，简称DMA)滤波器过滤时间离散加速度信号
Figure BDA0001946642660000053
根据响应信号
Figure BDA0001946642660000054
确定第二子系统的力矩；并且基于时间离散加速度信号
Figure BDA0001946642660000055
和来自时间离散响应信号
Figure BDA0001946642660000056
的力矩估算惯性。藉此，能够更准确地确定阻尼信号。DMA滤波器是等同于上述时间连续CMA滤波器的时间离散的滤波器，因此也是节能的。
Figure BDA0001946642660000057
的上述预处理使两个信号在时间和频率特性内容上同步，意味着CMA滤波器和DMA滤波器对于采样信号具有相同的信号传输。
根据本发明的一个实施例，所述方法可包括确定第一时间离散输出信号
Figure BDA0001946642660000058
的时间离散加速度信号
Figure BDA0001946642660000059
用时间离散移动平均滤波器过滤时间离散加速度信号
Figure BDA00019466426600000510
确定加速度信号的离散时间导数，确定响应信号
Figure BDA00019466426600000511
的离散时间导数；并且基于加速度信号的离散时间导数和响应信号的离散时间导数估算惯性。由于
Figure BDA0001946642660000061
是时间离散的信号，加速度的时间导数(也称为急动(jerk))是有限差分
Figure BDA0001946642660000062
Figure BDA0001946642660000063
其中z是移位算子并且h是采样时间。通过利用急动来估算惯性，去除低频噪声。本实施例因而类似于前面所述的利用时间离散加速度信号
Figure BDA0001946642660000064
估算惯性的实施例。以与
Figure BDA0001946642660000065
相同的方法确定离散导数
Figure BDA0001946642660000066
根据本发明的一个实施例，第二子系统可以是黑盒系统(black box system)，意味着没人知晓第二子系统的内部运行，它仅由响应于输入信号所提供的输出信号限定。然而，假定第二子系统包括输入信号施加于其的旋转体。由于第二子系统代表具有未知惯性的第二物理系统，因此所得到的角速度和力矩的变化也是未知的，通过所述方法能够处理第一子系统的惯性与第二子系统的惯性之间的大的差异同时减少不期望的振动和系统不稳定性。
根据本发明的第二方面，提供一种包括多个子系统的协同仿真系统，每个子系统代表一实体车辆系统。协同仿真系统包括：协同仿真系统的第一子系统，被构造为模拟第一物理系统并提供描述第一物理系统的旋转体的第一输出角速度的第一时间连续信号S1；连续移动平均(CMA)滤波器，被构造为过滤第一时间连续信号S1从而形成时间离散第一输出信号
Figure BDA0001946642660000067
协同仿真系统的第二子系统，被构造为模拟第二物理系统，第二子系统被构造为从第一子系统接收时间离散第一输出信号
Figure BDA0001946642660000068
向第二物理系统施加由时间离散第一输出信号描述的角速度，并且从第二子系统提供描述由第二子系统所产生力矩的时间离散响应信号
Figure BDA0001946642660000071
第一子系统进一步被构造为：接收响应信号
Figure BDA0001946642660000072
并且基于响应信号
Figure BDA0001946642660000073
与时间离散阻尼信号
Figure BDA0001946642660000074
之间的差异形成时间离散反馈信号
Figure BDA0001946642660000075
其中通过向第一物理系统的旋转体施加惯性力形成阻尼信号
Figure BDA0001946642660000076
得到代表力矩的时间连续阻尼信号SD，随后利用CMA滤波器过滤时间连续阻尼信号SD并施加单位延迟以形成时间离散阻尼信号
Figure BDA0001946642660000077
从而同步
Figure BDA0001946642660000078
与
Figure BDA0001946642660000079
向旋转质量块施加作为力矩的时间离散反馈信号
Figure BDA00019466426600000710
本发明第二方面的附加效果和特征与如上所述与本发明第一方面相关的那些很大程度上类似。
当研究所附权利要求和随后的描述时本发明的其它特征和优点将变得更明显。本领域技术人员认识到，本发明的不同特征可能组合以形成除了下文中描述的那些之外的实施例而不脱离本发明的范围。
附图说明
现在将参照示出本发明示例实施例的附图更详细地描述本发明的这些及其他方面，其中：
图1是示意性地示出根据本发明一个实施例的协同仿真系统的方框图；
图2是描绘根据本发明一个实施例的方法的一般步骤的流程图；
图3是示意性地示出根据本发明一个实施例的协同仿真系统的特征的方框图；
图4是示意性地示出根据本发明一个实施例的协同仿真系统的方框图；
图5A-B是描绘根据本发明实施例的方法步骤的流程图；
图6A-B是示意性地示出根据本发明一个实施例的系统的信号的示图；
图7是示意性地示出根据本发明一个实施例的系统信号的示图；以及
图8是示意性地示出根据本发明一个实施例的系统的信号的示图。
具体实施方式
在本详细说明中，主要参照模拟在角度机械能源领域(angular mechanicalenergy domain)中运行的汽车传动系统的协同仿真系统描述根据本发明用于提供稳定通信的协同仿真系统和方法的各种实施例。
图1示意性地示出根据本发明一个实施例的协同仿真系统100，图2是描绘根据本发明一个实施例的方法的一般步骤的流程图。
特别地，图1示出协同仿真系统100的模拟第一物理系统的第一子系统102以及模拟第二物理系统的第二子系统104。在当前例示的描述中，第一子系统102模拟发动机，发动机带有具有旋转体106的曲轴，第二子系统104模拟变速箱以及可能还有形成完整车辆所需的剩余组件。但是应当理解，包括信号调节以减少子系统之间接口处不期望行为风险的所述方法能应用于广泛的应用和能源领域。
所述方法包括在协同仿真系统100的第一子系统102中提供200描述第一物理系统的旋转体106的第一输出角速度的第一时间连续信号S1。通过确定旋转体106的角速度获得信号S1。接下来，时间连续信号S1利用节能连续移动平均(CMA)滤波器108被过滤202并被采样以形成时间离散第一输出信号
Figure BDA0001946642660000091
在下文描述中，当需要时能够采用任意时间离散信号来外推零阶保持(Zero-Order-Hold，简称ZOH)离散信号。此外，带有星号(*)上标的信号描述的是时间离散信号，没有上标的信号是连续时间信号。此外，在EP3136267中详细描述了CMA滤波器108的功能。简而言之，CMA滤波器108作为节能抗混叠滤波器(energyconserving anti-aliasing filter)。
在下一步骤中，协同仿真系统100的模拟第二物理系统的第二子系统104从第一子系统接收时间离散第一输出信号
Figure BDA0001946642660000092
其中由
Figure BDA0001946642660000093
表示的角速度被施加204于第二物理系统104。可以认为第二子系统104包括角速度施加于其的旋转质量块(rotating mass)。
因此，向代表变速箱的第二子系统104提供曲轴角速度
Figure BDA0001946642660000094
变速箱于是将提供206代表所产生力矩负载的时间离散响应信号
Figure BDA0001946642660000095
其随后被供至第一子系统102即发动机。所述示例对于低速齿轮是典型数值稳定的，但是对于高速齿轮所述系统将逐渐地劣化，除非应用包括延迟补偿的上述方法。可以假定第二子系统104包括对应于上述CMA滤波器108的滤波器以便提供与第一子系统102兼容的时间离散输出信号
Figure BDA0001946642660000096
在第二子系统104没有装备有内部CMA滤波器的应用中，如果可得到其中代表S2而非
Figure BDA0001946642660000097
的第二子系统104的中间求解器步骤，则能够插入这种滤波器。
在第一子系统102中，接收响应信号
Figure BDA0001946642660000098
并且基于响应信号
Figure BDA0001946642660000099
与时间离散阻尼信号
Figure BDA0001946642660000101
之间的差异形成216时间离散反馈信号
Figure BDA0001946642660000102
形成阻尼信号
Figure BDA0001946642660000103
包括从惯性块110向第一物理系统的具有第一输出角速度即S1的旋转体106施加210惯性力J，得到代表力矩的时间连续阻尼信号SD。接着，利用CMA滤波器112过滤212时间连续阻尼信号SD，随后向已过滤信号施加单位延迟114以形成时间离散阻尼信号
Figure BDA0001946642660000104
施加时间延迟从而同步
Figure BDA0001946642660000105
与
Figure BDA0001946642660000106
藉此，反馈信号
Figure BDA0001946642660000107
能够形成为
Figure BDA0001946642660000108
在最终步骤中，时间离散反馈信号
Figure BDA0001946642660000109
作为力矩被施加218于旋转体106。
图3示意性地示出一个示例实施例，其中通过包括质量块302(代表惯性J)、弹簧304和阻尼器306的弹簧阻尼谐振器系统300模型化惯性块110。弹簧阻尼谐振器系统300的参数被选定为使得弹簧阻尼谐振器系统300的固有频率高于用于协同仿真系统100采样率的奈奎斯特频率。
图4示意性地示出一个协同仿真系统100，其进一步包括用于基于旋转质量块的角速度
Figure BDA00019466426600001010
和来自第二子系统的响应信号
Figure BDA00019466426600001011
估算惯性的功能。将参照描绘根据本发明一个实施例的附加步骤的图5A的流程图来论述图4。
首先，在加速度块402中确定500第一时间离散输出信号
Figure BDA00019466426600001012
的时间离散加速度信号
Figure BDA00019466426600001013
利用时间离散移动平均(DMA)滤波器404过滤502时间离散加速度信号
Figure BDA00019466426600001014
滤波器404是上述CMA滤波器108的时间离散等效物。根据响应信号
Figure BDA00019466426600001015
确定504第二子系统104的输出力矩。最后，基于时间离散加速度信号
Figure BDA00019466426600001016
和来自时间离散响应信号
Figure BDA00019466426600001017
的力矩在估算块406中估算506惯性值。随后在惯性块110中提供惯性。惯性的良好估算是减轻振荡不稳定性(oscillatory instabilities)的惯性值，其不显著影响整个系统的实际加速度。例如，在换档时，目标是估算惯性以符合有效和感测的惯性。如果惯性不符合所感测的惯性，则低档的加速能力将会受到负面影响。因而动机是当负载具有带大的散度的动态变化惯性时考虑可变惯性匹配实际感测的负载。
图5B的流程图描绘了根据本发明一个实施例的估算惯性的方法的步骤。所述方法包括确定500第一时间离散输出信号
Figure BDA0001946642660000111
的时间离散加速度信号
Figure BDA0001946642660000112
用时间离散移动平均(DMA)滤波器过滤502时间离散加速度信号
Figure BDA0001946642660000113
确定508加速度信号
Figure BDA0001946642660000114
的离散时间导数，确定510响应信号
Figure BDA0001946642660000115
的离散时间导数，并且基于加速度信号
Figure BDA0001946642660000116
的离散时间导数和响应信号
Figure BDA0001946642660000117
的离散时间导数来估算512惯性。
图6A是示出旋转质量块106处的时间连续角速度信号S1以及所得到的CMA过滤后的时间离散角速度信号
Figure BDA0001946642660000118
的示图。为了对比，图6B示出协同仿真系统中相同的信号S1和
Figure BDA0001946642660000119
没有通过采用反馈信号
Figure BDA00019466426600001111
的上述方法提供的延迟补偿。在图6B中，信号S1和
Figure BDA00019466426600001110
显示了不稳定行为振荡性。
图7是示出代表在第二子系统104的旋转质量块(未示出)处测得的力矩的S2的示图。能够看出，力矩包括振幅峰值。图7进一步示出代表来自第二子系统的力矩输出的
Figure BDA00019466426600001112
其源自于信号S2的CMA过滤。如图7清楚地示出，CMA过滤后的信号
Figure BDA00019466426600001113
与S2相比具有非常不同的特性，因为CMA滤波器将平均两个样品的峰值。
图8是示出
Figure BDA00019466426600001118
连同形成的延迟补偿信号
Figure BDA00019466426600001114
的示图，延迟补偿信号
Figure BDA00019466426600001115
已被延迟从而与
Figure BDA00019466426600001117
同步，所得到的反馈信号
Figure BDA00019466426600001116
将被供至旋转质量块106。
虽然已经参照特定的例示实施例描述了本发明，很多不同的变化、改进等等是本领域技术人员显而易见的。同样，应注意到可能省略、互换或以各种方式设置协同仿真方法和系统的零件，但是所述方法和系统能够实现本发明的功能。
额外地，实施所请求发明的本领域技术人员通过研究附图、公开内容和所附权利要求能够理解和影响公开实施例的变型。在权利要求中，单词“包括”不排除其它元件或步骤，不定冠词“一个”不排除多个。某些测量值记载在彼此不同的从属权利要求中这个纯粹事实不表示这些测量值的组合不能用于获利。

Claims (15)

1.一种在包括多个子系统(102,104)的协同仿真系统(100)中的子系统之间提供稳定通信的方法，每个子系统代表车辆的一物理系统，其中所述方法包括：
在所述协同仿真系统的模拟第一物理系统的第一子系统(102)中提供(200)第一时间连续信号S1，所述第一时间连续信号S1描述所述第一物理系统的旋转体(106)的第一输出角速度；
利用连续移动平均滤波器(108)过滤(202)所述第一时间连续信号S1并且形成时间离散第一输出信号
Figure FDA0003495054640000016
在所述协同仿真系统的模拟第二物理系统的第二子系统(104)中，从所述第一子系统接收所述时间离散第一输出信号
Figure FDA0003495054640000017
向所述第二物理系统施加(204)由所述时间离散第一输出信号
Figure FDA0003495054640000018
描述的角速度，并且从所述第二子系统提供(206)描述由所述第二子系统所产生力矩的时间离散的响应信号
Figure FDA0003495054640000019
在所述第一子系统中，接收响应信号
Figure FDA00034950546400000110
并且基于所述响应信号
Figure FDA00034950546400000111
与时间离散的阻尼信号
Figure FDA00034950546400000112
之间的差异形成时间离散反馈信号
Figure FDA0003495054640000015
其中形成所述阻尼信号
Figure FDA00034950546400000113
包括向所述第一物理系统的所述旋转体施加(210)惯性(110)，导致代表力矩的时间连续阻尼信号SD，随后利用连续移动平均滤波器(112)过滤(212)所述时间连续阻尼信号SD并且施加(214)单位延迟(114)以形成(216)时间离散阻尼信号
Figure FDA0003495054640000011
藉此同步
Figure FDA0003495054640000012
与
Figure FDA0003495054640000013
以及
向所述旋转体施加(218)作为力矩的所述时间离散反馈信号
Figure FDA0003495054640000014
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过弹簧阻尼谐振器系统(300)模型化所述惯性。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述弹簧阻尼谐振器系统的固有频率高于用于所述协同仿真系统的采样率的奈奎斯特频率。
4.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中所述连续移动平均滤波器是节能滤波器。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述协同仿真系统模拟汽车传动系统。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述惯性是基于来自所述第二子系统的力矩输出的估算惯性。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述第一子系统中：
确定(500)所述时间离散第一输出信号
Figure FDA0003495054640000021
的时间离散加速度信号
Figure FDA0003495054640000022
用时间离散移动平均滤波器过滤(502)所述时间离散加速度信号
Figure FDA0003495054640000023
由所述响应信号
Figure FDA0003495054640000024
确定(504)所述第二子系统的力矩；以及
基于所述时间离散加速度信号
Figure FDA0003495054640000025
和来自从所述时间离散响应信号
Figure FDA0003495054640000026
的力矩来估算(506)所述惯性。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
确定(500)所述时间离散第一输出信号
Figure FDA0003495054640000027
的时间离散加速度信号
Figure FDA0003495054640000028
用时间离散移动平均滤波器过滤(502)所述时间离散加速度信号
Figure FDA0003495054640000029
确定(508)所述加速度信号
Figure FDA0003495054640000031
的离散时间导数；
确定(510)所述响应信号
Figure FDA0003495054640000032
的离散时间导数；以及
基于所述加速度信号
Figure FDA0003495054640000033
的离散时间导数和所述响应信号
Figure FDA0003495054640000034
的离散时间导数来估算(512)所述惯性。
9.一种包括多个子系统(102,104)的协同仿真系统(100)，每个子系统代表车辆的一物理系统，其中所述协同仿真系统包括：
所述协同仿真系统的被构造为模拟第一物理系统的第一子系统(102)，所述第一子系统提供描述所述第一物理系统的旋转体(106)的第一输出角速度的第一时间连续信号S1；
连续移动平均滤波器(108)，被构造为过滤所述第一时间连续信号S1以形成时间离散第一输出信号
Figure FDA0003495054640000035
所述协同仿真系统的被构造为模拟第二物理系统的第二子系统(104)，所述第二子系统被构造为从所述第一子系统接收所述时间离散第一输出信号
Figure FDA0003495054640000036
向所述第二物理系统施加由所述时间离散第一输出信号
Figure FDA0003495054640000037
描述的角速度，并且由所述第二子系统提供描述由所述第二子系统所产生力矩的时间离散响应信号
Figure FDA0003495054640000038
所述第一子系统进一步被构造为：
接收所述响应信号
Figure FDA0003495054640000039
并且基于所述响应信号
Figure FDA00034950546400000310
与时间离散阻尼信号
Figure FDA00034950546400000311
之间的差异来形成时间离散反馈信号
Figure FDA00034950546400000312
其中通过以下方式形成所述阻尼信号
Figure FDA00034950546400000313
向所述第一物理系统的所述旋转体施加惯性(110)，导致代表力矩的时间连续阻尼信号SD，随后利用连续移动平均滤波器(112)过滤所述时间连续阻尼信号SD并施加单位延迟(114)以形成所述时间离散阻尼信号
Figure FDA00034950546400000314
藉此同步
Figure FDA00034950546400000315
与
Figure FDA00034950546400000316
并且
向所述旋转体施加作为力矩的所述时间离散反馈信号
Figure FDA0003495054640000041
10.根据权利要求9所述的协同仿真系统，其中所述第一子系统进一步包括被构造为模型化所述惯性的弹簧阻尼谐振器系统(300)。
11.根据权利要求10所述的协同仿真系统，其中所述弹簧阻尼谐振器系统被构造为使得所述弹簧阻尼谐振器系统的固有频率高于用于所述协同仿真系统的采样率的奈奎斯特频率。
12.根据前述权利要求9-11任意一项所述的协同仿真系统，其中所述协同仿真系统模拟汽车传动系统。
13.根据权利要求9-11任意一项所述的协同仿真系统，其中所述惯性是基于来自所述第二子系统的力矩输出的估算惯性。
14.根据权利要求9-11任意一项所述的协同仿真系统，其中所述第一子系统进一步被构造为：
确定所述时间离散第一输出信号
Figure FDA0003495054640000042
的时间离散加速度信号
Figure FDA0003495054640000043
用时间离散移动平均滤波器过滤所述时间离散加速度信号
Figure FDA0003495054640000044
由所述响应信号
Figure FDA0003495054640000045
确定所述第二子系统的力矩；并且
基于所述时间离散加速度信号
Figure FDA0003495054640000046
和来自从所述时间离散响应信号
Figure FDA0003495054640000047
的力矩来估算所述惯性。
15.根据权利要求9-11任意一项所述的协同仿真系统，其中所述第二子系统是黑盒系统。
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