车辆动力学的高精度的仿真模拟需要大量数据。CarSim包括一个包含许多示例车辆和测试流程的数据库。如果用户还不熟悉CarSim，特别是一开始对GUI和数据库不熟悉。本文旨在介绍GUI和数据库的主要元素，以便用户熟悉CarSim的组织加工和基本工具。期望利用几个小时来完成所有步骤。
本文旨在介绍使用CarSim的使用经验。因此，将向用户展示如何创建新数据库，以及如何在不与现有数据集冲突的情况下创建新数据集。
在本教程中，不必掌握CarSim中的所有选项和功能，CarSim包含软件中包含的大量文档，本文在以后的章节中会对这些文档进行讲解。
如何在CarSim中查看仿真结果，我们将从查看现有示例开始。稍后，将运行一个新的仿真。在准备过程中，将首先创建一个新数据库，以便在学习本教程时使用。这样避免了对其他已安装示例进行意外修改的可能性。
通过使用“开始”菜单或双击桌面上的CarSim图标来启动CarSim(具体取决于您的Windows版本)。
CarSim启动时，它会弹出一个对话框来选择数据库(图1)。在正常操作中，将选择一个数据库(例如①)并继续②。但是，对于本文，我们将创建一个包含单个车辆和测试条件的新数据库。
图1.从CarSim安装中打开数据库.
图2.创建新数据库时的警告框
图3.找到CarSim快速开始CPAR文件
CPAR文件路径如下[CarSim_Prog_Folder]\Resources\Import_Examples,[CarSim_Prog_Folder]是文件的安装位置。
如果不确定CarSimProg文件夹的安装位置，则可以右键单击Windows“开始”菜单中的CarSim项目并查看属性。查找CPAR文件的另一种方法是使用Windows搜索该文件CarSim_2019.1_Quick_Start.cpar。
a.导航到硬盘上新CarSim数据库文件夹的位置。此位置必须是您拥有读/写权限的位置(例如，文档)。
图4.为新数据库创建一个空文件夹
b.点击按钮MakeNewFolder①。
c.新文件夹将以诸如“新文件夹”的名称突出显示。突出显示时，可以键入一个新名称。给它一个合适的名称，例如CarSim_Data_QS②。
此时，请注意不要再次单击“新建文件夹”按钮，或者在选择“NewFolder”按钮的情况下按Enter键(您不想创建第二个新文件夹！)。单击确定按钮③继续。
如果安装的设置为在启动CarSim时显示“许可证设置”窗口，则将显示一个许可证摘要窗口(图5)。单击选择按钮继续。如果您具有加密狗或节点锁定许可证，则有一个复选框可以跳过此窗口的显示；可以设置该复选框。如果您使用的是网络许可证，请不要进行检查(以后可能需要选择其他许可证选项)。
图5.许可证选择.
CarSim将创建新的数据库。完成后，您应该在快速入门指南的“RunControl”界面上查看(图6显示了窗口的顶部)。注意标题中刚创建的数据库的名称①。
图6.CarSim运行控制(主页)界面
图7.视图选择界面.
在使用CarSim时使用鼠标右键获取工具帮助提示。右键单击并按住按钮，字段和各种控制对象，以获取其功能的简短描述。
图8.右键单击并按住以获取有关按钮或其他控件的信息.
4.单击help按钮。这将启动AdobeReader程序，并带有当前界面的PDF文档文件(图9)。
图9.有关当前窗口的文档.
在任何时候，都可以使用此按钮或按F1键来获取当前界面的文档。“help”菜单还可以用于访问随CarSim安装的许多文档.
CarSim中所有长度超过一定页数的PDF文档都包含书签，用于快速访问感兴趣的部分。例如，图9显示了“运行控制界面”文档的书签。单击诸如“runcontrol”之类的主题，以跳至文档的该部分。
阅读完本教程后，可以返回到“runcontrol”界面的文档。
2.2.1CarSim运行控制(主页)窗口布局
CarSimRunControl界面是访问CarSim中主要工具和数据集的起点(图10)。
图10.CarSimRunControl界面的布局.
界面上的蓝色框是指向更多数据的链接，类似于网页上显示的链接(有时称为超链接)。
界面的主要部分分为三个部分。标题为“SimulatedTestSpecifications”的左列具有蓝色链接，该链接指向要在模拟中使用的车辆数据，至少一个蓝色链接指向定义测试程序的数据集。
中间一栏包含用于运行CarSim数学模型的控件。稍后，您将使用此处的按钮执行新的模拟。
右列标题为“分析结果(后处理)”，提供对视频和绘图选项的访问，以可视化模拟结果。
已使用“查看”菜单中的控件调整了CarSim窗口的外观。通过右键单击，键入F1并使用“help”按钮，已经看到了可用的内置帮助。使用“help”菜单可以直接访问所有帮助文档。
现在，用户将使用虚拟摄像机来查看仿真的车辆运动。
图11.VS可视化窗口.
Visualizer确保已检查选项，并且VSVisualizer将仿真测试的结果与仿真摄像机相结合。如果动画正在运行，请在调整相机时单击“Stop”③按钮将其停止。
在动画显示区域中单击并按住鼠标按钮，然后使用简单的鼠标拖动动作来移动仿真摄像机：
a.按住鼠标右键扫动(左，右，上，下)以在车辆周围盘旋。
b.同时按下鼠标左键和右键以进行上下扫描，以使相机靠近或远离车辆。如果使用鼠标中键，则可以按此键完成相同的操作。
c.在查看区域中按下鼠标右键的同时按下Shift键；向任何方向扫掠以“拖动”查看区域。这会改变相机的目标。移动鼠标后，将显示当前轴的视图，并且在查看区域的中心带有一个框(图12)。
图12.拖动观察坐标轴的原点和方向视图.
在学习使用VSVisualizer时，可以通过按F1键或使用菜单选项Help->Videowindowmouse/keyboardcontrols来获得控制摄像机的鼠标操作的提醒。这将打开一个窗口，显示影响相机的所有控件(图13)。
图13.VSVisualizer视频窗口的鼠标控件。
图14.VSVisualizer的时间控件.
a.注意界面底部的滑块②。动画运行时，滑块从左向右移动。还显示了当前时间(例如4.097s)③。
b.如果动画已暂停，请单击“播放/暂停”按钮①或按键盘上的空格键来播放动画。(如果空格键不起作用，请用鼠标左键单击动画区域以确保其处于“活动状态”。)如果正在播放动画，请单击“播放/暂停”按钮①或按键盘上的空格键来暂停动画。
c.当动画暂停时，移动滑块②以定位运行中的任何点。
d.暂停动画时，单击滑块，然后使用->和<-键在动画中前后移动滑块；这实现了慢动作的效果。
a.在播放视频时，左右移动时间倍增器滑块⑥以调整时间刻度(显示在字段中⑧)。范围从快进(最右边)到快退(最左边)再到慢动作(刻度的中间)。如果鼠标具有中间的滚轮，则此按钮也将起作用。
b.左右移动滚轮/穿梭滑⑦块以临时调整速度。当释放控件时，动画将返回到当前时间比例设置②。
c.将速度恢复为1倍(实时)⑤。方向(前进/后退)不受影响
d.使用此快捷按钮反转方向(前进/后退)⑤.
现在，用户已经完成了使用VSVisualizer观看视频的主要交互式控件。下一节将继续VSVisualizer，展示如何查看关注变量的图。
“RunControl”界面具有三个按钮来启动VSVisualizer(图16)：仅视频①，仅绘图②以及两者③。
当用户熟悉软件和仿真测试操作时，通常将仅使用VSVisualizer来显示图。但是，当用户熟悉测试条件时，可以选择查看同步的动画和场景，从而更清晰的显示仿真效果。
图15.显示线框的视图.
图16.从“RunControl”界面运行VSVisualizer的按钮.
VSVisualizer可通过此处访问相关仿真结果信息。此窗口中有三种面板:
a.虚拟摄像机的视图
b.显示曲线的窗口
c.时间控制，包含用户可以控制动画的滑块按钮.
与具有多个面板的任何窗口一样，只有一个面板具有WindowsOS的“焦点”。如果按键盘键，它将转到具有焦点的面板。
图17.带有动画和图表网格的VSVisualizer初始视图.
可以用鼠标左键左右拖动“动画”和“绘图网格”之间的垂直分隔线来调整动画和绘图网格的大小。
a.单击播放/暂停按钮①几次，以确认其工作与之前相同。
请注意，每个图中的垂直光标线也会移动，显示每个图中③与仿真时间匹配的点。在时间控制面板的右侧④，仿真时间如前所示。
b.确认滑块控件仍然可以跳转到感兴趣的时间点，无论是从结果曲线还是从动画中识别出来。
c.如果滑块控件具有焦点，请确认键盘快捷键仍然有效。使用空格键启动和停止；使用箭头键->和<-向前或向后小幅度移动
这个例子有九个图。所有这些都可用于评估车辆的性能。简要看看每个。在本指南的后面，将看到CarSim数学模型产生了数百个变量，可以轻松地绘制它们。
图18.查看其中一张图。.
图19.网格视图时的垂直力曲线图具有焦点。
确认页面键仍可用于循环浏览网格视图中的图。选择标题为“VerticalForces：Baseline”的图(图19)。
“z”键既可实现最大缩放，又可返回网格。按下“z”可完全放大垂向力图(图20)。
图20.垂向力视图，数字显示变量值.
a.在绘图区域中同时按下左右按钮(或鼠标中键)，然后上下滑动鼠标以进行放大和缩小(图21)。光标变为放大镜图标①，十字线标识发生缩放的点
b.按“r”键将绘图比例恢复为原始视图。
c.将光标移到水平轴的编号部分(图22)。光标改变以指示水平效果①。同时按下向左和向右按钮，并左右移动鼠标以在水平方向上放大和缩小。
d.将光标移到垂直轴的编号部分②。在这种情况下，光标将改变以指示垂直效果。同时按下鼠标左键和右键，然后上下移动鼠标以在垂直方向上放大和缩小。
e.缩放的另一种方法是使用鼠标左键在绘图区域内拖动一个矩形。释放按钮时，将放大所选区域以填充绘图区域。
图21.使用绘图区域中的左右鼠标按钮放大和缩小.
图22.在水平轴区域中使用鼠标左右键水平缩放.
可用于平移的三个选项：
a.在绘图区域中按鼠标右键，可以看到该图标变为“拖动”手图标(图23)。继续向任何方向拖动图内容。
图23.右键单击并在绘图区域中拖动以在任何方向平移整个绘图。
b.将鼠标放在水平轴的编号区域中。像缩放时一样，光标变为显示水平效果。按下任一鼠标按钮并向左或向右移动鼠标以水平平移。
c.将鼠标放在垂直轴的编号区域中。像缩放时一样，光标更改为显示垂直效果。按下任一鼠标按钮，然后上下移动鼠标以垂直平移。
当缩放绘图以使仅部分仿真结果可见时，“t”和Shift+T选项会很有用。总结一下：
a。输入“t”以平移绘图以匹配相机的显示时间。
b。键入Shift+T可以更改相机显示时间以匹配图。
图24.使用Shift+T将显示时间更改为当前图的中心.
a.按Ctrl加向上箭头键。VSVisualizer将跳至所选变量出现最大值的时间(在T=3.650时，最大力=6323.5，图25)。但是，由于该图已放大，因此该图未显示感兴趣的时间(T=3.650s)。
图25.使用Ctrl+向上箭头更改相机时间以找到所选数据通道的最大值.
b.按“t”键以平移图表以包括当前的摄像机时间(图26)。
c.视频已同步，因此已更改为显示相应的时间点。可以根据需要缩放和平移视频图像，以从所需的任何视角查看方向。
图26.按“t”将绘图平移到当前相机时间T=3.650s.
d.按Ctrl加向下箭头键。VSVisualizer将跳至所选变量的最小值出现的时间。
e.使用Tab键可在各图之间循环。例如，使用Tab键选择TireR1垂直力图，然后使用Ctrl+Up和Ctrl+Down组合键在模拟中找到右前轮胎力达到最大值和最小值时的时间。
a.使用菜单命令View>DataManager①查看DataManager窗口②(图28)。(您可能需要将窗口移到相机视图中未停靠的位置。)这列出了运行模拟时写入文件的所有变量。
图27.“帮助”窗口列出了用于绘制的鼠标和键盘控件。
图28.使用View菜单显示DataManager窗口。
b.使用菜单命令Plot>CreatenewPlot①添加新的绘图窗口(图29)。请注意，窗口最初没有内容。
图29.使用Plot菜单创建一个新图.
c.滚动DataManager窗口以查看可用变量。通过将变量名称从DataManager窗口拖到Plot窗口来进行绘图。例如，拖动横向轮胎力变量Fy_L1(图30)。请注意，VSVisualizer生成的图，并会自动在图中标记轴和数据集。
图30.将变量名从DataManager拖到Plot窗口。
d.将具有相同单位的另一个变量拖到图中。例如，拖动其他三个横向力变量(图31)。请注意，VSVisualizer将添加图并自动调整标签。
图31.添加具有相同单位的第二个变量.
已经显示了DataManager窗口并创建了一个新的Plot窗口。还可以使用菜单项View>NewAnimation窗口添加新的视频窗口，并使用菜单项Plot>ViewPredefinedPlot为预定义的图添加新的图窗口。
到目前为止，已经通过仿真视频查看了车辆的运动，并通过图形图查看了其他感兴趣的输出。现在让我们看一下仿真车辆的静态属性。
图32.可视化工具窗口可以添加并位于界面上的任何位置.
在“CarSimRunControl”界面上，界面右下角有一个“View”按钮①(图33)，可用于访问许多机器生成的文档，这些文档描述了关于CarSim数学模型的技术细节。
图33.CarSimRunControl界面右下角的查看按钮.
图34.为仿真运行生成的Echo文件.
a.该文件的顶部具有系统参数。其中包括时间步长，开始时间，停止时间等。
b.接下来的部分列出了模型各部分的参数：总体质量，弹簧质量，悬架，轮胎，道路，驾驶员模型等。例如，图35显示了总体车辆质量，重心(CG)的位置的质量。
c.接下来，该文件列出了所有可配置功能(表格)数据，这些数据用于描述车辆的非线性特性，例如悬架和轮胎。
d.转到文件的末尾，查看它包含5600多行(如果打印，则大约为90页)。
e.退出文本编辑器(Alt+F4).
Echo文件由VSSolver(CarSim执行数学模型计算的部分)生成，以记录在模拟运行中使用的CarSimMathModel的所有属性。
图35.Echo文件中的部分显示了整体和簧载质量属性
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