开题报告-面向对象的汽车动力传动系统模型库建立与性能计算.doc

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院：机械与动力工程学院专 业：车辆工程设计题目：面向对象的汽车动力传动系统模型库建立与性能计算指导教师: 2017年3月5日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如0201140102,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 设 计 开 题 报 告1选题依据：1.1车辆动力学仿真模型的发展：车辆动力学是伴随着汽车的出现而发展起来的一门专业学科。从生产出第一辆汽车开始,人们就认识到了优化传动系统可以使乘坐更加舒适,但那只是一种感知认识。在各国学者的不懈努力下,这门学科逐渐发展成熟。1.2国内研究现状：我国在汽车动力学领域的面向对象的研究还比较落后,但是由于不断的学习国外的先进知识 ,己经有了很大的突破。昆明理工大学根据面向对象的建模理论，将汽车动力性运动学系统初步划分为了7个对象，分别是发动机、传动系、制动系、转向系、车轮、悬架和车身，每个对象包含了其各自的属性和操作。最后得出车辆动力学模型很大程度体现了面向对象的类、封装、继承等特点,使得各部分都隐藏了各自的属性和操作,通过接口关联其他部分,代码的可重用性和易维护性得到显著提高。而且还可以方便的对各部分模型进行扩充，不需要对其他部分进行大的变动。而且面向对象方法开发的车辆传动系统动力学模型,可用来选择各专用接插子模块和在此基础上可以组合而成的各类车辆传动系统动力学仿真模型,并且可进行车辆的传动系统动力学性能分析,为研究车辆性能提供有力的帮助。1.3国外研究现状：随着对面向对象理论研究的不断深入,汽车的建模方法有了新的突破。由于对汽车模型的精确度要求越来越高,而且复杂的系统动力学方程推导十分困难,因而通用的仿真软件如SimlutionX建立车辆模型逐渐被采用。应用仿真软件建模是将系统各个部件都看作是一个类,它们之间的连接是通过各束来描述,动力学软件自动生成运动学和动力学方程,软件内部有专门的模块来对这些方程进行计算。但是,由于模型往往会包含很多的部件,这也就导致有些参数很难测量,因而无法保证整体系统的准确性。另外,复杂的模型在计算机上运行求解时速度较慢,使实时仿真运算有一定困难。1.4设计工作的实际价值和意义：汽车作为一个复杂运动学系统，涉及到机械、电子等多个学科领域。目前最主要的开发方式有下面三种，分别为：试验台架开发、实车平台开发和计算机仿真。前两种方式的优点为能够为车辆的开发提供真实运行环境，但也有明显的缺点，即适应性较差、成本较高。19世纪60年代样车的出现促进了计算机仿真技术发展，随着计算机技术的快速发展，计算机仿真早已经成为了汽车传动系统开发的强有力辅助工具。通过仿真技术可以加速研制新车型的进程、减少实验实车的次数，能够节约开发时间，节约研究成本。为了满足汽车厂商的设计需要，现在国内外早已经出现了多种汽车传动系统的建模仿真软件。它们在汽车传动系的开发过程中起到了巨大的作用，大大缩短了车辆的开发周期，使车辆的各方面的性能有了进一步的提高。本课题研究的意义：“Modelica 是面向对象的统一建模语言，适合于用来处理大型的、复杂的、涉及到多个领域的物理问题。面向对象的建模方法可以使用户应用自己熟悉的、直观的对象概念建立自己所需要的仿真模型，建模方式与人们认识世界的思维方式相一致。它具备模型重用性高、建模简单、无须符号处理等很多优点。Modelica 语言的建模思想很大程度上顺应了知识概念的可积累、可重用、可重构的指导原则”。（1）用 Modelica语言建立的关于部件的模型是非常容易实现重用的，建模效率会得到提高。因此，能够根据实际需要以快速建立要研究的传动系统结构形式（传统传动系统、混合动力传动系统）的汽车。（2）用 Modelica 语言建立的有关于汽车传动系统的仿真模型，能够积累和利用各个工程师的丰富的建模经验，对汽车传动系统的研制能够起到比较大的促进作用。（3）用 Modelica 语言建立的有关于传动系统的模型，控制策略的开发会变得容易，改变驾驶员模型即可改变控制策略，建立的模型具有很强的可读性。 毕 业 设 计 开 题 报 告设计方案：2.1设计内容：车辆动力传动系统是一个比较庞大复杂的系统。但作为一个仿真问题，可根据系统仿真的处理法则，将一个大系统分解为若干子系统，再根据具体的对象和研究目标确定模型的规模和与之相关的边界条件，建立实用有效的模型。1.车辆的传动系统面向对象的分析运用面向对象的建模理论对传统车辆及混合动力车辆的传动系统进行系统分析，确定构成系统的对象及其属性，并定义对象的操作、功能及与其他对象的接口,建立传统汽车传动系统与混合动力汽车传动系统框架图。2.车辆传动系统动力性和汽车制动性的计算 采用面向对象的方法建立车辆传动系统动力学模型，使其可以通过简单的选择操作和数据输入，得到关于汽车动力性和制动性的评价指标，进而可以进行车辆动力性和制动性的评判。2.2设计方法：使用仿真软件SimulationX建立传统汽车传动系统与混合动力汽车的传动系统模型，依据所建立的模型库进行仿真，得到关于能够具体评判汽车动力性和制动性的有关数据，进行汽车动力性和制动性的评判。2.3主要任务：1.学习使用仿真软件SimulationX。2.学习了解传统的汽车传动系统与混合动力汽车传动系统。3.学习了解汽车动力性和制动性的评价方法。2.4进度安排：2月15日-3月10日 查阅背景资料、翻译资料、撰写开题报告；3月11日-4月15日 学习相关软件、总体设计，写书面总结；4月15日-5月15日 进行相关计算和数据分析，中期考核；5月16日-5月30日 撰写毕业设计说明书；6月1日 -6月15日 对论文进行修改和装订，指导老师评阅，并参加答辩；参考文献：1 赵建军，丁建完，周凡利等. Modelica语言及其多领域统一建模与仿真机理.系统仿真学报, 2006(8)：570573.2孙显营. 面向对象车辆动力学系统建模研究及应用D.昆明理工大学,2002.3黄正东, 魏昕, 周凡利等. Modelica 语言的过程式建模机制研究与实现. 软件天地, 2007:251253. 4王长宇.面向控制的车辆动力传动系统建模与仿真技术研究.北京理工大学硕士论文，2002.35李炯. 面向对象的发动机系统建模与动态仿真研究D.华北工学院,2004.6杨波. 重型汽车传动系统结构分析与优化设计D.武汉理工大学,2006.7陈家瑞.汽车构造（下册）.人民交通出版社,2004.8王和毅, 谷正气. 汽车轮胎模型研究现状及其发展分析. 橡胶工业. 2005（25）: 5862.9余志生, 汽车理论（第四版）.机械工业出版社, 2007.10胡骅, 宋慧. 电动汽车.人民交