(完整word版)ABS仿真计算

1、1. 绘制轻型货车的动力性能曲线1.1要求：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图2）求汽车最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着力3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2挡起步加速行驶至 70km/h的车速一时间曲线，或者用计算机求汽车用2挡起步加速行驶至 70km/h的加速时间。1.2轻型货车的有关数据；汽油发动机使用外特性的？?n曲线的拟合公式为? ? 2 ? 3 ? 4?= -19.313 + 295.27 （） - 165.44 （） +40.874 （） - 3.8445 （）10001000 1000 1000式中，？?为发动机转矩（N?m） ;n为发动机转速（r

2、/min ）。发动机的最低转速？?= 600?/?最高转速？?= 4000?/?装载质里2000kg整车整备质里1800kg总质量3880kg车轮半径0.367m传动系机械效率n ?0.85滚动阻力系数?=0.013空气阻力系数X迎风面积?= 2.77?2主减速器传动比?= 5.83飞轮转动质量?= 0.218?二前轮转动惯量?1= 1.789?2四后轮转动惯量觀2= 3.598?2变速器传动比?（数据如下表）1挡2挡3挡4挡5挡4挡变速器6.093.091.711.00 -5挡变速器5.562.7691.6441.000.793轴距L=3.2m质心至前轴距离（满载）a=1.947m质心高（满

3、载）?= 0.9?汽车动力性公式为：?=?= .377 郴工 F = ?+ ?+ ? ?山东交通学院硕士研究生 MATLAB课程设计式中：？?为车轮驱动力；？?为汽车行驶速度（km/h）;n为发动机转速（r/min）； r 为车轮半径（m）；获变速器传动比；？为主减速器传动比。1.3根据以上公式和要求写 M文件：1.3.1驱动力与行驶阻力平衡图、最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应附着力的 文件clearclcn_mi n=600;n_max=4000;m=3880;r=0.367;n t=0.85;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw

4、2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;%清除变量%清屏%发动机的最低转速%发动机的最高转速%总质量%车轮半径%传动系机械效率%滚动阻力系数%空气阻力系数x迎风面积%主减速器传动比%飞轮转动惯量%二前轮转动惯量%四后轮转动惯量%轴距%质心至前轴距离（满载）%质心高（满载）%ig=6.09 3.09 1.71 1; %四档变速器传动比ig=5.56 2.769 1.644 1 0.793;% 五档变速器传动比%绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图%for i=1:le ngth(ig)u_mi n=0.377*n_mi n*r/ig(i)/i0;% 计算最低车速 u_max=0.37

5、7*n_max*r/ig(i)/i0;% 计算最高车速 for u=u_mi n:0.1:u_max%汽车速度运行范围n=u*ig(i)*i0/r/0.377;%发动机转速与汽车行驶速度之间的关系Ttq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*( n/1000)A2+40.874*( n/1000)A3-3.8445*(n/1000)A4;%汽油发动机使用外特性的T_q-n曲线的拟合公式%汽车驱动力Ft=Ttq*ig(i)*iO* nt/r; plot(u,Ft) hold onendendtitle(汽车驱动力一行驶阻力平衡图 xlabel(汽车行驶速度(km/h)

6、ylabel(汽车驱动力(kN) u=0:0.1:u_max;Ff=m*9.8*f+CDA*u.A2/21.15;plot(u,Ff)%求汽车最高车速 for u=u min:u max%汽车行驶阻力%输出plot(u,Ff)曲线图%输出(u,Ft)曲线图n=u*ig(i)*i0/r/0.377;%发动机转速与汽车行驶速度之间的关系Ttq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*( n/1000)A2+40.874*( n/1000)A3-3.8445*(n/1000)A4;%汽油发动机使用外特性的 T_q-n曲线的拟合公式Ft=Ttq*ig(i)*i0* nt/r;%

7、汽车驱动力Ff=m*9.8*f+CDA*uA2/21.15;%汽车行驶阻力endfor i=1:le ngth(ig)K=1;%开关for n=n_ mi n:0.01:n_maxTtq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*( 1000)人2+40.874*( 1000)人3-3.8445*(n/1000)A4;%汽油发动机使用外特性的 T_q-n曲线的拟合公式Ft=Ttq*ig(i)*i0* nt/r;%汽车驱动力u=0.377* n*r/ig(i)/iO;%发动机转速与汽车行驶速度之间的关系Ff=m*9.8*f+CDA*uA2/21.15;%汽车行驶阻力if F

8、t-Ff0%如果驱动力大于行驶阻力那么发动机最高转速对应的车速就是汽车的最高车速Umax(i)=0.377*n_max*r/ig(i)/i0;else%如果驱动力小于于行驶阻力那么计算的前一步就是对应的最高车速if K=1Umax(i)=0.377* n*r/ig(i)/iO;K=0;endendendenddisp 最高车速为： %Umax=max(Umax(i-1),Umax(i)U_max=max(Umax)Ff=m*9.8*f+CDA*U_maxA2/21.15;%根据运行结果标出最高车速%text(U_max,Ff,leftarrow最高车速,FontSize,12)stem(U_m

9、ax,Ff)%求最大爬坡度 %Ft1=Ttq*ig(1)*i0* nt/r;u1=0.377* n*r/ig(1)/i0%挡对应的驱动力Ff1=m*9.8*f+CDA*u1A2/21.15;%挡对应的行驶阻力Ftt=Ft1-Ff1;% 一挡对应的爬坡力imax=ta n( asi n(Ftt/9.8/3880);%最大爬坡度disp 最大爬坡度为：imax%前轮驱动对应的附着率%b=L-a;q=imax;disp 前轮驱动对应的附着率为:Cq=q/(b/L-hg*q/L)disp 后轮驱动对应的附着率为:Cq=q/(a/L+hg*q/L)%前轮附着率方程%后轮附着率方程运行应用程序得1.3.2

10、汽车行驶加速度倒数曲线 M文件clearclcn_mi n=600; n_max=4000; m=3880;r=0.367;nt=0.85;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;lw仁 1.798;Iw2=3.598;L=3.2; a=1.947;hg=0.9;%清除变量%清屏%发动机的最低转速%发动机的最高转速%总质量%车轮半径%传动系机械效率%滚动阻力系数%空气阻力系数x迎风面积%主减速器传动比%飞轮转动惯量%二前轮转动惯量%四后轮转动惯量%轴距%质心至前轴距离（满载）%质心高（满载）%ig=6.09 3.09 1.71 1; %四档变速器传动比ig=5.56

11、 2.769 1.644 1 0.793;% 五档变速器传动比%潍制汽车行驶加速度倒数曲线%for i=1:le ngth(ig)deta=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(i)A2*i0A2* nt/(m*A2);%汽车旋转质量换算系数u_mi n=0.377*n_mi n*r/ig(i)/i0;%最低车速u_max=0.377*n_max*r/ig(i)/i0;%最高车速for u=u_mi n:0.1:u_maxn=u*ig(i)*i0/r/0.377;Ttq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*( 1000)人2+40.874*( n/10

12、00)A3-3.8445*(n/1000)A4;%汽油发动机使用外特性的T_q-n曲线的拟合公式Ft=Ttq*ig(i)*i0* nt/r;%汽车驱动力Ff=m*9.8*f+CDA*uA2/21.15;%汽车行驶阻力；a_in v=deta*m/(Ft-Ff);%加速度倒数方程if a_in v0title(汽车行驶加速度倒数曲线)xlabel(汽车行驶速度(km/h)ylabel(加速度倒数)plot(u,a_i nv)%绘制汽车行驶加速度倒数曲线hold onendendend运行应用程序得汽车疔驶扛速度创或去坷Q s B2 1120304050 GD 7030 9C 1DO汽丰存吨速度（

13、Wh1.3.3加速时间M文件clearclcn_mi n=600;n_max=4OOO;m=3880;r=0.367;nt=0.85;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;lw仁 1.798;Iw2=3.598;L=3.2;%清除变量%青屏%发动机的最低转速%发动机的最高转速%总质量%车轮半径%传动系机械效率%滚动阻力系数%空气阻力系数x迎风面积%主减速器传动比%飞轮转动惯量%二前轮转动惯量%四后轮转动惯量%轴距a=1.947;%质心至前轴距离（满载）hg=0.9;%质心高（满载）%ig=6.09 3.09 1.71 1; %四档变速器传动比ig=5.56 2.7

14、69 1.644 1 0.793;% 五档变速器传动比g=9.8;G=m*g;u_mi n=0.377*r*n_mi n./ig/i0;u max=0.377*r*n max./ig/i0;for i=1:5deta(i)=1+(lw1+lw2)/(mW2)+(lf*(ig(i)A2*iOA2* nt)/(m*rA2);end%for i=1:le ngth(ig)% deta=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(i)A2*i0A2* nt/(m*A2);%汽车旋转质量换算系数% u_mi n=0.377*n_mi n*r/ig(i)/iO;%最低车速% u_max=0.377

15、*n_max*r/ig(i)/i0;%最高车速%e ndua=6:0.01:99;N=le ngth(ua); n=O;Tq=O;Ft=O;i nv_a=O*ua;delta=O*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.A2/21.15;for i=1:Nk=i;if ua(i)=u_max(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;%发动机转速与汽车行驶速度之间的关系Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*( 1000)人2+40.874*(门/1000)人3-3.8445*(n/1000)A4;%汽油发动机使用外特性的T_q-n曲线的拟合公式%

16、汽车驱动力Ft=Tq*ig (2)*i0* nt/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i); % 加速度倒数 delta(i)=0.01* in v_a(i)/3.6;elseif ua(i)=u_max(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*( 1000)人2+40.874*( 1000)人3- 3.8445* (n/1000)人4;Ft=Tq*ig (3)*i0* nt/r;in v_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i); delta(i)=0.01

17、* in v_a(i)/3.6;elseif ua(i)- -?1 - -?-? - -?-?1 - -?02.3轮胎纵向附着系数模型0 =式中-为附着系数， 壮为峰值附着系数，-为车轮完全抱死时的路面附着系数，-为峰值附着系数所对应的滑移率。2.4 ABS工作过程为制动开始后，ABS一开始并不动作，随着制动压力逐渐升高，车轮转速w相应的减小车轮滑移率开始增加，当车轮滑移率超过理想范围的上限值时，ABS开始工作，减小制动压力；当滑移率减小到理想范围的下限值时，ABS开始工作，增大制动压力。在这一过程中，滑移率保持在路面附着系数较高的区间内，循环往复直至汽车车速为0。2.5 ABS动力参数模型参

18、数车轮质量m364kg制动压力减小率-?6000N?m/s车轮滚动半径r0.253m峰值附着系数讥0.82转动惯量112.16kg?-车轮抱死附着系数-?0.61初始车速-25m/s目标滑移率上限-?0.221初始制动力矩-%。500N?m目标滑移率卜限-?0.185制动压力增长率-?1500N?m/s2.6根据以上模型进行仿真程序编写，M文件为clearclcr=0.253;%车轮滚动半径u0=25;%初始车速w0=u0/r;%初始角速度M=1534;%整车质量b=1.139;hg=1.236;L=2.4;%汽车轴距与质心参数m=M*b/L/2;%个前轮质量1=12.16;%车轮转动惯量Tb=500;%初始制动力矩ki=1500;%制动力矩增长率kd=6000;%制动力矩减小率smax=0.221;%滑移率门限值上限smi n=0.185;%滑移率门限值下限s0=0.2;%期望值u=u0;w=wO;fh=0.82;%峰值附着系数fg=0.61;%车轮抱死附着系数tm=3.5;%仿真时间dt=0.001;%时间步长j=0;%初始减速度i=0;for t=0:dt:tmif u0%计算当前滑移率%减压制动力矩%增压制动力矩%保压制动力矩s=abs(u_r*w)/u);if ssmaxTb=abs(Tb-kd*dt); el