汽车理论课后习题Matlab程序-2

1.3确定一轻型货车的动力性能（货车可装用 4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）：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率。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档起步加速行驶至70km/h的车速一时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h的加速时间。轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Tq-n曲线的拟合公式为Tq 19.313295.27（-^）165.44（-^）240.874（-^）33.8445（-^）41000100010001000式中，Tq为发动机转矩（N?m）;n为发动机转速（r/min）。发动机的最低转速nmin=600r/min,最高转速nmax=4000r/min。装载质量2000kg整车整备质量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f=0.013空气阻力系数X迎风面积CDA=2.77m2主减速器传动比i0=5.83飞轮转动惯量lf=0.218kg?nf一前轮转动惯量Iw1=1.798kg?nf四后轮转动惯量Iw2=3.598kg?nf变速器传动比ig（数据如下表）I档U档川档w档V档四档变速器6.093.091.711.00-五档变速器5.562.7691.6441.000.793轴距 L=3.2m质心至前轴距离（满载） a=1.974m质心高（满载） hg=0.9m解：Matlab程序：求汽车驱动力与行驶阻力平衡图和汽车最高车速程序：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3.8445*(n/1000).A4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.562.7691.6441.000.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;lf=0.218;lw1=1.798;lw2=3.598;Ft仁Tq*ig(1)*i0*nT/r;Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r;Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r;Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r;Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.A2/21.15;Fz=Ff+Fw;plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz);title('驱动力-行驶阻力平衡图');xlabel('ua(km/s)');ylabel('Ft(N)');gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw');zoomon;[x,y]=ginput(1);zoomoff;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3.8445*(n/1000).A4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.562.7691.6441.000.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;lf=0.218;lw1=1.798;lw2=3.598;Ft仁Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.A2/21.15;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoomon;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));disp('汽车最大爬坡度=');disp(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=35.2197%求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序：clearn=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3.8445*(n/1000)八4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.562.7691.6441.000.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r;Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r;Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r;Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;Fw仁CDA*ua"2/21.15;Fw2=CDA*ua2.A2/21.15;Fw3=CDA*ua3.A2/21.15;Fw4=CDA*ua4.A2/21.15;Fw5=CDA*ua5.A2/21.15;Ff=G*f;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(1)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(2)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(3)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(4)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*ig(5)A2*i0A2*nT)/(m*rA2);a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4;a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ad5=1./a5;plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);axis([099010]);title('汽车的加速度倒数曲线');xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a');

gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5');a=max(a1);af=asin(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);disp('假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率 =');disp(C);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率 =0.4219>>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;lf=0.218;lw1=1.798;lw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=3880;g=9.8;G=m*g;ig=[5.562.7691.6441.000.793];nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;fori=1:5deta(i)=1+(lw1+lw2)/(m*rA2)+(lf*(ig(i)F2*iOA2*nT)/(m*「A2);endua=[6:O.O1:99];N=length(ua);n=O;Tq=O;Ft=O;inv_a=O*ua;delta=O*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.A2/21.15;fori=1:Nk=i;ifua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*iO/r)/O.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000F2+40.874*(n/1000F3-3.8445*(n/1000)A4;Ft=Tq*ig(2)*iO*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseifua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)A2+40.874*(n/1000)A3-3.8445*(n/1000)A4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elseifua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000F2+40.874*(n/1000F3-3.8445*(n/1000)A4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)A2+40.874*(n/1000)A3-3.8445*(n/1000)A4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0800100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线');xlabel('时间t(s)');ylabel('速度ua(km/h)');>>ginput

ans=25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间约为25.8s2至廿2至廿兰眦展2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。负荷特性曲线的拟合公式为：bB0 B为：bB0 BlPeB2Pe2B3R3B4FV其中，b为燃油消耗率［g/（kW?h）］；Pe为发动机净功率（kW）；拟合式中的系数随转速n变化。怠速油耗Qid0.299mL/s（怠速转速400r/min）。计算与绘制题1.3中货车的1） 汽车功率平衡图。2） 最高档与次高档的等速百公里油耗曲线。或利用计算机求货车按JB3352-83规定的六工况循环行驶的百公里油耗。计算中确定燃油消耗值 b时,若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等，可由相邻转速的两根曲线用插值法求得。解：Matlab程序：汽车功率平衡图程序：clearn=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3.8445*(门/1000)八4;m=3880;g=9.8;G=m*g;ig=[5.56 2.7691.644 1.000.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;Pe1=Tq.*ig(1)*i0.*ua1./(3600*r);Pe2=Tq.*ig(2)*i0.*ua2./(3600*r);Pe3=Tq.*ig(3)*i0.*ua3./(3600*r);Pe4=Tq.*ig(4)*i0.*ua4./(3600*r);Pe5=Tq.*ig(5)*i0.*ua5./(3600*r);ua=[0:0.35:119];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.A2/21.15;Pf=Ff*ua/3600;Pw=Fw.*ua/3600;Pe0=(Pf+Pw)./nT;Pe=max(Pe1);plot(ua1,Pe1,ua2,Pe2,ua3,Pe3,ua4,Pe4,ua5,Pe5,ua,Pe0,ua,Pe);axis([01190100]);title('汽车功率平衡图');xlabel('ua(km/h)');ylabel('Pe(kw)');gtext('1'),gtext('2'),gtext(3),gtext('4'),gtext('5'),gtext('(Pf+Pw)/et'),gtext('Pe');最高档与次高档的等速百公里油耗曲线程序:clearn=600:1:4000;m=3880;g=9.8;G=m*g;ig=[5.562.7691.6441.000.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;n0=[8151207161420122603300634033804];B00=[1326.81354.71284.41122.91141.01051.21233.91129.7];B10=[-416.46-303.98-189.75-121.59-98.893-73.714-84.478-45.291];B20=[72.37936.65714.5247.00354.47632.85932.97880.71113];B30=[-5.8629-2.0553-0.51184-0.18517-0.091077-0.05138-0.047449-0.00075215];B40=[0.177680.0430720.00681640.00185550.000689060.000350320.00028230-0.000038568];B0=spline(n0,B00,n);B1=spline(n0,B10,n);B2=spline(n0,B20,n);B3=spline(n0,B30,n);B4=spline(n0,B40,n);Ff=G*f;ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;Fz4=Ff+CDA*(ua4.A2)/21.15;Fz5=Ff+CDA*(ua5.A2)/21.15;Pe4=Fz4.*ua4./(nT*3.6*1000);Pe5=Fz5.*ua5./(nT*3.6*1000);fori=1:1:3401

b4(i)=B0(i)+B1(i)*Pe4(i)+B2(i)*Pe4(i)A2+B3(i)*Pe4(i)A3+B4(i)*Pe4(i).A4;b5(i)=B0(i)+B1(i)*Pe5(i)+B2(i)*Pe5(i).A2+B3(i)*Pe5(i).A3+B4(i)*Pe5(i).A4;endpg=7.0;Q4=Pe4.*b4./(1.02.*ua4.*pg);Q5=Pe5*b5./(1.02.*ua5.*pg);plot(ua4,Q4,ua5,Q5);axis([01001030]);title('最高档与次高档等速百公里油耗曲线’)；xlabel('ua(km/h)');ylabel('百公里油耗(L/100km)');gtext('4'),gtext('5');最高轻与次高杨等速百公里油耗曲线3C262624222018161412W□ 10 203D40 50 60 70 80 90 100□afkir/M3.1改变1.3题中轻型货车的主减速器传动比， 做出io为5.17、5.43、5.83、6.17、6.33时的燃油经济性一加速时间曲线，讨论不同io值对汽车性能的影响。解：Matlab程序：主程序：io=[5.17,5.43,5.83,6.17,6.33];%输入主传动比的数据fori=1:1:5y(i)=jiasushijian(io(i)); %求加速时间endy;fori=1:1:5b(i)=youhao(iO(i));%求对应i0的六工况百公里油耗endb;plot(b,y,'+r')holdonb1=linspace(b(1),b(5),1oo);y1=spline(b,y,b1);%三次样条插值plot(b1,y1);%绘制燃油经济性-加速时间曲线title('燃油经济性一加速时间曲线');xlabel('百公里油耗(L/1OOkm)');ylabel('加速时间s');gtext('iO=5.17'),gtext('iO=5.43'),gtext('iO=5.83'),gtext('iO=6.17'),gtext('iO=6.33');

子程序：(1)functiony=jiasushijian(i0)%求加速时间的处理函数n1=linspace(0,5000);%先求各个档位的驱动力nmax=4000;nmin=600;r=0.367;yita=0.85;CDA=2.77;f=0.013;G=(3880)*9.8;ig=[6.09,3.09,1.71,1.00];%i0=5.83fori=1:1:4uamax(i)=chesu(nmax,r,ig(i),i0);小速度uamin(i)=chesu(nmin,r,ig(i),i0);ua(i,:)=linspace(uamin(i),uamax(i),100);n(i,:)=zhuansu(ua(i,:),r,ig(i),i0);Ttq(i,:)=zhuanju(n(i,:));Ft(i,:)=qudongli(Ttq(i,:),ig(i),i0,yita,r);F(i,:)=f*G+CDA*(ua(i,:)A2)/21.15;力的和%i为档数%计算各个档位的最大速度与最%%i为档数%计算各个档位的最大速度与最%计算各个档位的转速范围%求出各档位的转矩范围%求出驱动力%求出滚动阻力和空气阻质量换算系数a(i,:)=1./(delta(i,:).*3880./(Ft(i,:)-F(i,:)));%求出加速度F2(i,:)=Ft(i,:)-F(i,:);end%下面分各个档位进行积分，求出加速时间temp1(1,:)=ua(2,:)/3.6;temp1(2,:)=1./a(2,:);n1=1;forj1=1:1:100ifua(3,j1)>max(ua(2,:))&&ua(3,j1)<=70temp2(1,n1)=ua(3,j1)/3.6;temp2(2,n1)=1./a(3,j1);n1=n1+1;endendn2=1;forj1=1:1:100ifua(4,j1)>max(ua(3,:))&&ua(4,j1)<=70;temp3(1,n2)=ua(4,j1)/3.6;temp3(2,n2)=1./a(4,j1);n2=n2+1;endendy=temp1(1,1)*temp1(2,1)+qiuji(temp1(1,:),temp1(2,:))+qiuji(temp2(1,:),temp2(2,:))+qiuji(temp3(1,:),temp3(2,:));end(2)functionua=chesu(n,r,ig,i0);%由转速计算车速ua=0.377*r.*n/(ig*i0);functionn=zhuansu(ua,r,ig,i0);%求转速n=ig*i0.*ua./(0.377*r);end(4)(4)functiony=zhuanju(n); %求转矩函数y=-19.313+295.27.*(n./1000)-165.44.*(门./1000)八2+40.874.*(门./1000)八3-3.8445*(n./1000)八4;functiony=qudongli(Ttq,ig,i0,yita,r); %求驱动力函数y=(ig*i0*yita.*Ttq)/r;endfunctionp=qiuji(x0,y0) %求积分函数n0=size(x0);n=n0(2);x=linspace(x0(1),x0(n),200);y=spline(x0,y0,x); %插值%figure;plot(x,y);p=trapz(x,y);end⑺％求不同i0下的六工况油耗functionb=youhao(i0);globalfGCDAyitamrIfIw1Iw2pgB0B1B2B3B4n %声明全局变量ig=[6.09,3.09,1.71,1.00];r=0.367;yita=0.85;CDA=2.77;f=0.013;%i0=5.83;G=(3880)*9.8;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;m=3880; %汽车的基本参数设定n0=[8151207161420122603300634033804];B00=[1326.81354.71284.41122.91141.01051.21233.91129.7];B10=[-416.46-303.98-189.75-121.59-98.893-73.714-84.478-45.291];B20=[72.37936.65714.5247.00354.47632.85932.97880.71113];B30=[-5.8629-2.0553-0.51184-0.18517-0.091077-0.05138-0.047449-0.00075215];B40=[0.177680.0430720.00681640.00185550.000689060.000350320.00028230-0.000038568];n=600:1:4000;B0=spline(n0,B00,n);B1=spline(n0,B10,n);B2=spline(n0,B20,n);%使用三次样条插值，保证曲线的光滑连续B3=spline(n0,B30,n);B4=spline(n0,B40,n);ua4=0.377*r.*n./(i0*ig(4));%求出发动机转速范围内对应的III、IV档车速F4=f*G+CDA*(ua4.A2)/21.15;%求出滚动阻力和空气阻力的和P_fw4=F4.*ua4./(yita*3.6*1000); %求出阻力功率fori=1:1:3401%用拟合公式求出各个燃油消耗率b4(i)=B0(i)+B1(i)*P_fw4(i)+B2(i)*(P_fw4(i)F2+B3(i)*(P_fW4(i)F3+B4(i)*(P_fw4()A4;endpg=7.06;%汽油的重度取7.06N/Lua4_m=[25,40,50];%匀速阶段的车速s_m=[50,250,250];%每段匀速走过的距离b4_m=spline(ua4,b4,ua4_m);%插值得出对应速度的燃油消耗率F4_m=f*G+CDA*(ua4_m.A2)/21.15; %车速对应的阻力P_fw4_m=F4_m.*ua4_m./(yita*3.6*1000); %发动机功率Q4_m=P_fw4_m.*b4_m.*s_m./(102.*ua4_m.*pg);Q4_a1=jiasu(40,25,ig(4),0.25,ua4,i0);Q4_a2=jiasu(50,40,ig(4),0.2,ua4,i0);Qid=0.299;tid=19.3;s=1075;Q_i=Qid*tid; %求出减速阶段的燃油消耗量Q4all=(sum(Q4_m)+Q4_a1+Q4_a2+Q_i)*100/s;%IV档六工况百公里燃油消耗量b=Q4all;(8)加速阶段处理函数functionq=jiasu(umax,umin,ig,a,ua0,i0);globalfGCDAyitamrIfIw1Iw2pgB0B1B2B3B4n;%i0;ua1=umin:1:umax; %把速度范围以1km/h为间隔进行划分delta=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+(If*igA2*i0A2*yita)/(m*rA2);PO=(G*f.*uaO./36OO+CDA*uaO.A3/7614O+(delta*m.*uaO/36OO)*a)/yita;P=(G*f.*ua1/3600+CDA.*ua1.A3/76140+(delta*m.*ua1/3600)*a)/yita;dt=1/(3.6*a); %速度每增加1km/h所需要的时间fori=1:1:3401 %重新利用拟合公式求出b与ua的关系bO(i)=BO(i)+B1(i)*PO(i)+B2(i)*(PO(i))A2+B3(i)*(PO(i))A3+B4(i)*(PO(i))A4;endb1=interp1(uaO,bO,ua1); %插值出各个速度节点的燃油消耗率Qt=P.*b1./(367.1.*pg); %求出各个速度节点的燃油消耗率i1=size(Qt);i=i1(2);Qt1=Qt(2:i-1);q=(Qt(1)+Qt(i))*dt./2+sum(Qt1)*dt; %求该加速阶段的燃油消耗量282827.827.622727827.827.6227278燃油经济性一加速时间曲袋26626：42622613.3 13.4 13.5 13.6 137 13.8 13.9 14 14.1 142 H.3百公里油jK（LJWOkm）4.3一中型货车装有前后制动器分开的双管路制动系，其有关参数如下：载荷质量（kg）质心高hg/m轴距L/m质心至前轴距离a/m制动力分配系数B空载40800.8453.9502.1000.38满载92901.1703.9502.9500.381）计算并绘制利用附着系数曲线和制动效率曲线2）求行驶车速Ua=30km/h，在 =0.80路面上车轮不抱死的制动距离。计算时取制动系反应时间 2=0.02s，制动减速度上升时间 ；=0.02s。3）求制动系前部管路损坏时汽车的制动距离 s,制动系后部管路损坏时汽车的制动距离s'。解：Matlab程序:⑴求利用附着系数曲线和制动效率曲线程序:cleark=4080;hgk=0.845;Lk=3.950;ak=2.10;betak=0.38;bk=Lk-ak;%空载时的参数mm=9290;hgm=1.170;Lm=3.950;am=2.950;betam=0.38;bm=Lm-am;%满载时的参数z=0:0.01:1.0;figure(1);fai=z;fai_fk=betak*z*Lk./(bk+z*hgk);%空载时前轴的©ffai_fm=betam*z*Lm./(bm+z*hgm);%满载时前轴的©ffai_rk=(1-betak)*z*Lk./(ak-z*hgk);%空载时后轴的©rfai_rm=(1-betam)*z*Lm./(am-z*hgm);%满载时后轴的©rplot(z,fai_fk,'b--',z,fai_fm,'r',z,fai_rk,'b--',z,fai_rm,'r',z,fai,'k');title('利用附着系数与制动强度的关系曲线’)；xlabel('制动强度(z/g)');ylabel('利用附着系数©');gtext('©r(空载)'),gtext('©r(满载)'),gtext('©=z'),gtext('©f(空载)'),gtext('©f(满载)');figure(2);Efk=z./fai_fk*100;%空载时前轴的制动效率Efm=z./fai_fm*100;Erk=z./fai_rk*100;Erm=z./fai_rm*100;plot(fai_fk,Efk,'b',fai_fm,Efm,'r',fai_rk,Erk,'b',fai_rm,Erm,'r');axis([010100]);title('前后制动效率曲线');xlabel('附着系数©');

ylabel（制动效率%'）;gtext（'Ef）,gtext（'Er'）,gtext（'EC,gtext（‘满载'）,gtext（'空载'）;on■oo利用附着系数与制动强度的关系曲线0.1 02D3 0.4 06 06 07D.S0.9 1制动强度（2/g）6on■oo利用附着系数与制动强度的关系曲线0.1 02D3 0.4 06 06 07D.S0.9 1制动强度（2/g）6D421S642Or1UO.O.O.前后制动效率曲线0.1 02 0.3 04 05 0.S 07 08 0.9 1附看秦数屮8060403020O(2)问和(3)问程序：clearmk=4080;hgk=0.845;Lk=3.950;ak=2.10;betak=0.38;bk=Lk-ak;%空载时的参数mm=9290;hgm=1.170;Lm=3.950;am=2.950;betam=0.38;bm=Lm-am;%满载时的参数z=0:0.01:1;fai_fk=betak*z*Lk./(bk+z*hgk);%空载时前轴的©ffai_fm=betam*z*Lm./(bm+z*hgm);%满载时前轴的©ffai_rk=(1-betak)*z*Lk./(ak-z*hgk);%空载时后轴的©rfai_rm=(1-betam)*z*Lm./(am-z*hgm);%满载时后轴的©rEfk=z./fai_fk*100;%空载时前轴的制动效率Efm=z./fai_fm*100;Erk=z./fai_rk*100;Erm=z./fai_rm*100;t1=0.02;t2=0.02;ua0=30;fai=0.80;g=9.8;ak1=Erk(81)*g*fai/100;am1=Erm(81)*g*fai/100;Sk1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0A2/(25.92*ak1);%制动距离Sm仁(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0A2/(25.92*am1);disp('空载时，汽车制动距离Sk1=');disp(Sk1);disp('满载时，汽车制动距离Sm1=');disp(Sm1);ak2=fai*g*ak/(Lk+fai*hgk);am2=fai*g*am/(Lm+fai*hgm);ak3=fai*g*bk/(Lk-fai*hgk);am3=fai*g*bm/(Lk-fai*hgm);Sk2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0A2/(25.92*ak2);%制动距离Sm2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0A2/(25.92*am2);Sk3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0A2/(25.92*ak3);Sm3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0A2/(25.92*am3);disp('空载时，前制动器损坏，汽车制动距离 Sk2=');disp(Sk2);disp('满载时，前制动器损坏，汽车制动距离 Sm2=');disp(Sm2);disp('空载时，后制动器损坏，汽车制动距离 Sk3=');disp(Sk3);disp('满载时，后制动器损坏，汽车制动距离 Sm3=');disp(Sm3);空载时，汽车制动距离Sk1=7.8668满载时，汽车制动距离Sm1=5.6354空载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sk2=10.0061

满载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sm2=7.5854空载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sk3=8.0879满载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sm3=13.59865.11二自由度轿车模型的有关参数如下:总质量绕总质量绕Oz轴转动惯量轴距质心至前轴距离质心至后轴距离前轮总侧偏刚度后轮总侧偏刚度转向系总传动比试求：m=1818.2kgIz3885kgm2L=3.048ma=1.463mb=1.585mki=-62618N/radk2=-110185N/radi=201) 稳定性因数K、特征车速Uch。2) 稳态横摆角速度增益曲线ua、车速u=22.35m/s2) 稳态横摆角速度增益曲线ua、车速u=22.35m/s时的转向灵敏度r。sw3)静态储备系数S.M.，侧向加速度为0.4g时的前、后轮侧偏角绝对值之差与转弯半径的比值R/R°(R°=15m)。4）4）车速u=30.56m/s时，瞬态响应的横摆角速度波动的固有（圆）频率 0、阻尼比、反应时间与峰值反应时间解：Matlab程序：m=1818.2;Iz=3885;L=3.048;a=1.463;b=1.585;k1=-62618;k2=-110185;i=20;g=9.8;R0=15;u1=30.56;K=m*(a/k2-b/k1)/LA2;Uch=(1/K)〈/2);%特征车速disp(稳定性因数(sA2/mA2)K=');disp(K);disp('特征车速(m/s)Uch=');disp(Uch);u=0:0.05:30;S=u./(L*(1+K*u.A2));%稳态横摆角速度增益plot(u,S);title('汽车稳态横摆角速度增益曲线');xlabel('车速u(m/s)');ylabel('稳态横摆角速度增益');disp('u=22.35m/s时，转向灵敏度为');disp(S(448));SM=k2/(k1+k2)-a/L;ay=0.4*g;A=K*ay*L;B=L/R0;R=L/(B-A);C=R/RO;%转弯半径比disp('静态储备系数S.M.=');disp(SM);disp(侧向加速度为0.4g时前、后轮侧偏角绝对值之差(rad)a1-a2=');disp(A);disp('侧向加速度为0.4g时转弯半径比值R/R0=');disp(C);W0=L/u1*(k1*k2/(m*lz)*(1+K*uM2)F(1/2);% 固有(圆)频率D=(-m*(k1*aA2+k2*bA2)-Iz*(k1+k2))/(2*L*(m*Iz*k1*k2*(1+K*u1A2))A(1/2));% 阻尼比t=atan((1-DA2)A(1/2)/(-m*u1*a*W0/(L*k2)-D))/(W0*(1-DA2)A(1/2));%反应时间E=atan((1-DA2)A(1/2)/D)/(W0*(1-DA2)A(1/2))+t;%峰值反应时间disp('车速u=30.56m/s时的瞬态响应参数分别为：’)；disp('横摆角速度波动的固有(圆)频率(rad)为');disp(W0);disp('阻尼比为');disp(D);disp('反应时间(s)为')；disp(t);disp('峰值反应时间(s)为')；disp(E);稳定性因数(sA2/mA2)K=0.0024特征车速(m/s)Uch=20.6053u=22.35m/s时，转向灵敏度为3.3690静态储备系数S.M.=0.1576(rad)a1-a2=侧向加速度为0.4g时前、后轮侧偏角绝对值之差(rad)a1-a2=0.0281侧向加速度为0.4g时转弯半径比值R/RO=1.1608车速u=30.56m/s时的瞬态响应参数分别为：横摆角速度波动的固有（圆）频率（rad）为5.5758阻尼比为0.5892反应时间（s）为0.18112）2）改变“人体-座椅”系统参数：fs 1.5~6Hz,s 0.125~0.5。分析aw、Law峰值反应时间（s）为0.3899汽车稳态汽车稳态橫摆角速度増益曲线3.532.521.510.600 5 10 15 20 26 30车j®6.5车身-车轮双质量系统参数： fo1.5Hz, 0.25, 9, 10。“人体-座椅”系统参数：fs3Hz,s0.25。车速u20m/s，路面不平度系数Gqn° 2.56108m3，参考空间频率n0=0.1m-1。计算时频率步长 f0.2Hz，计算频率点数N180。1）计算并画出幅频特性 乙/q、Z2/Z1、q/z2和均方根值谱JG召f、:Gz2f、Gaf谱图。进一步计算 q、 z「 z2、 a、aw、Law值值随fs、s的变化。3)分别改变车身-车轮双质量系统参数： f00.25~3Hz,0.125~0.5，4.5~18, 5~20。绘制z、fd、Fd/G三个响应量均方根值随以上四个系统参数变化的曲线。解：Matlab程序(1)问yps=0.25;%阻尼比Zgama=9;%刚度比丫mu=10;%质量比卩fs=3;ypss=0.25;g=9.8;a0=10A(-6);f0=1.5;ua=20;Gqn0=2.56*10(8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;lamtas=f/fs;Wf=0*f;deta=((1-lamta.A2).*(1+gama-1/mu*lamta.A2)-1).A2+4*ypsA2*lamta.A2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.A2).A2;z1_q=gama*sqrt(((1-lamta.A2).A2+4*ypsA2*lamta.A2)./deta);z2_z仁sqrt((1+4*ypsA2*lamta.A2)./((1-lamta.A2).A2+4*ypsA2*lamta.A2));p_z2=sqrt((1+(2*ypss*lamtas).A2)./((1-lamtas.A2).A2+(2*ypss*lamtas).A2));z2_q=gama*sqrt((1+4*ypsA2*lamta.A2)./deta);p_q=p_z2.*z2_q;jfg_Gqddf=4*piA2*sqrt(Gqn0*n0A2*ua)*f;jfg_Gzdd1f=z1_q.*jfg_Gqddf;jfg_Gzdd2f=z2_q.*jfg_Gqddf;jfg_Gaf=p_q.*jfg_Gqddf;sigmaqdd=sqrt(trapz(f,jfg_Gqddf.A2));%路面不平度加速度均方根值

sigmazdd仁sqrt(trapz(f,jfg_Gzdd1f42));%车轮加速度均方根值sigmazdd2=sqrt(trapz(f,jfg_Gzdd2f42));%车身加速度均方根值sigmaa=sqrt(trapz(f,jfg_Gaf.A2));%人体加速度均方根值fori=1:(N+1)iff(i)<=2Wf(i)=0.5;elseiff(i)<=4Wf(i)=f(i)/4;elseiff(i)<=12.5Wf(i)=1;elseWf(i)=12.5/f(i);endendkk=Wf.A2.*jfg_Gaf.A2;aw=sqrt(trapz(f,kk));%加权加速度均方根值Law=20*log10(aw/a0);%加权振级disp('路面不平度加速度均方根值为');disp(sigmaqdd)');disp(sigmazdd1);');disp(sigmazdd2);');disp(sigmaa);');disp(aw);disp('车轮加速度均方根值为disp('车身加速度均方根值为disp('人体加速度均方根值为disp('加权加速度均方根值为disp('');disp(sigmazdd1);');disp(sigmazdd2);');disp(sigmaa);');disp(aw);figure(1)plot(f,z1_q),title('幅频特性|z1/q|,(f=1.5Hz,Z=0.25,丫=9,卩=10)'),xlabel('激振频率f/Hz'),ylabel('|z1/q|');figure(2)plot(f,z2_z1),title('幅频特性|z2/z1|,(f=1.5Hz,Z=0.25,丫=9,卩=10)'),xlabel('激振频率f/Hz'),ylabel('|z2/z1|');figure(3)plot(f,p_z2),title('幅频特性|p/z2|,(fs=1.5Hz,Zs=0.25)'),xlabel('激振频率f/Hz'),ylabel('|p/z2|');figure(4)plot(f,jfg_Gzdd1f),title('车轮加速度均方根值VGz1(f)谱图'),xlabel('激振频率f/Hz'),ylabel('VGz1(f)');figure(5)plot(f,jfg_Gzdd2f),title('车身加速度均方根值VGz2(f)谱图'),xlabel('激振频率f/Hz'),ylabel('VGz2(f)');figure(6)plot(f,jfg_Gaf),title('人体加速度均方根值VGa(f)谱图'),xlabel('激振频率f/Hz'),ylabel('VGa(f)');路面不平度加速度均方根值为0.3523车轮加速度均方根值为0.2391车身加速度均方根值为0.0168人体加速度均方根值为0.0161加权加速度均方根值为0.0100加权振级80.0291幅频特ttlzVql,(1=15Hz.C=0.25,v=9,jj=1D)车轮加速度均方根值-VGzWit图车身加速度均方根值曲龙①谱图⑵问程序1:cleargama=9;%刚度比丫mu=10;%质量比卩f0=1.5;g=9.8;a0=10A(-6);ua=20;Gqn0=2.56*10(8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;Wf=0*f;fori=1:(N+1)iff(i)<=2Wf(i)=0.5;elseiff(i)<=4Wf(i)=f(i)/4;elseiff(i)<=12.5Wf(i)=1;elseWf(i)=12.5/f(i);endendfs=3;ypss=0.25;ypss0=[0.125:0.005:0.5];a=0*ypss0;La=0*ypss0;M=length(ypss0);fori=1:Myps=ypss0(i);lamtas=f/fs;deta=((1-lamta.A2).*(1+gama-1/mu*lamta.A2)-1).A2+4*ypsA2*lamta.A2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.A2).A2;p_z2=sqrt((1+(2*ypss*lamtas).A2)./((1-lamtas.A2).A2+(2*ypss*lamtas).A2));z2_q=gama*sqrt((1+4*ypsA2*lamta.A2)./deta);p_q=p_z2.*z2_q;jfg_Gqddf=4*piA2*sqrt(Gqn0*n0A2*ua)*f;jfg_Gaf=p_q.*jfg_Gqddf;kk=Wf.A2.*jfg_Gaf.A2;aw(i)=sqrt(trapz(f,kk));endLaw=20*log10(aw/a0);figure(1)plot(ypssO,aw);title('aw随Zs的变化'),xlabel('“人体一座椅”系统的阻尼比Zs'),ylabel('aw/m*sA-2');figure(2)plot(ypssO,Law);title('Law随Zs的变化'),xlabel('“人体一座椅”系统的阻尼比Zs'),ylabel('Law/dB');L跻随爭的变化11人体一座椅啄疑的阻尼比g程序2:clearyps=0.25;%阻尼比Zgama=9;%刚度比丫mu=10;%质量比卩f0=1.5;g=9.8;a0=10A(-6);ua=20;Gq门0=2.56*10八(-8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;Wf=0*f;fori=1:(N+1)iff(i)<=2Wf(i)=0.5;elseiff(i)<=4Wf(i)=f(i)/4;elseiff(i)<=12.5Wf(i)=1;elseWf(i)=12.5/f(i);endendypss=0.25;fs=[1.5:0.025:6];M=length(fs);fori=1:Mfs0=fs(i);lamtas=f/fs0;deta=((1-lamta.A2).*(1+gama-1/mu*lamta.A2)-1).A2+4*ypsA2*lamta.A2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.A2).A2;p_z2=sqrt((1+(2*ypss*lamtas).A2)./((1-lamtas.A2).A2+(2*ypss*lamtas).A2));z2_q=gama*sqrt((1+4*ypsA2*lamta.A2)./deta);p_q=p_z2.*z2_q;jfg_Gqddf=4*piA2*sqrt(Gqn0*n0A2*ua)*f;jfg_Gaf=p_q.*jfg_Gqddf;kk=Wf.A2.*jfg_Gaf.A2;aw(i)=sqrt(trapz(f,kk));endLaw=20*log10(aw/a0);figure(3)plot(fs,aw);title('aw随fs的变化'),xlabel('“人体一座椅”系统的固有频率fs'),ylabel('aw/m*sA-2');

figure(4)plot(fs,Law);title('Law随fs的变化'),xlabel('“人体一座椅系统的固有频率fs'),ylabel('Law/dB');.5791Law随丙的变化2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5・人1二一座椅诵统的固有频率忆52.5791Law随丙的变化2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5・人1二一座椅诵统的固有频率忆528町.518185ao80579.3）问程序1：clearfigure(1)fs=3;yps_s=0.25;g=9.8;ua=20;Gqn0=2.56*10(8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;f0=1.5;yps=0.25;gama=9;mu=10;ff0=[0.25:0.05:3];sigmaz2=0*ff0;sigmafd=0*ff0;sigmaFd_G=0*ff0;M=length(ff0);fori=1:Mf0=ff0(i);f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;lamtas=f/fs;deta=((1-lamta.A2).*(1+gama-1/mu*lamta.A2)-1).A2+4*ypsA2*lamta.A2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.A2).A2;z2_qdot=2*pi*f*gama.*sqrt((1+4*ypsA2*lamta.A2)./deta);fd_qdot=gama*lamta.A2./(2*pi*f+eps)./sqrt(deta);Fd_Gqdot=2*pi*f*gama/g.*sqrt(((lamta.A2/(mu+1)-1).A2+4*ypsA2*lamta.A2)./deta);Gq_dotf=4*piA2*Gqn0*n0A2*ua;Gz2f=(z2_qdot).A2*Gq_dotf;Gfd_qf=(fd_qdot).A2*Gq_dotf;GFd_Gf=(Fd_Gqdot).A2*Gq_dotf;sigmaz2(i)=sqrt(trapz(f,Gz2f));sigmafd(i)=sqrt(trapz(f,Gfd_qf));sigmaFd_G(i)=sqrt(trapz(f,GFd_Gf));iff0==1.5

sgmz2=sigmaz2(i);sgmfd=sigmafd(i);sgmFd_G=sigmaFd_G(i);endendsz2=20*log10(sigmaz2/sgmz2);sfd=20*log10(sigmafd/sgmfd);sFd_G=20*log10(sigmaFd_G/sgmFd_G);plot(ff0,sz2,'r-',ff0,sfd,'b-.',ff0,sFd_G,'k--');axis([0.253-2515]);title('三个响应量均方根值随f0变化的曲线'),xlabel('车身部分固有频率f0/Hz'),ylabel('cz2/dB,cfd/dB,cFd/G/dB');三个响应量均方根僖随1□变化的曲线151050-1015-20-250.5 1 15 2 2.5 0.5 1 15 2 2.5 3车身却分固有clearfigure(2)fs=3;yps_s=0.25;g=9.8;ua=20;Gqn0=2.56*10(8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;f0=1.5;yps=0.25;gama=9;mu=10;c=(0.5-0.125)/180;yps0=[0.125:c:0.5];sigmaz2=0*yps0;sigmafd=0*yps0;sigmaFd_G=0*yps0;M=length(yps0);fori=1:Myps=yps0(i);f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;lamtas=f/fs;deta=((1-lamta.A2).*(1+gama-1/mu*lamta.A2)-1).A2+4*ypsA2*lamta.A2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.A2).A2;z2_qdot=2*pi*f*gama.*sqrt((1+4*ypsA2*lamta.A2)./deta);fd_qdot=gama*lamta.A2./(2*pi*f+eps)./sqrt(deta);Fd_Gqdot=2*pi*f*gama/g.*sqrt(((lamta.A2/(mu+1)-1).A2+4*ypsA2*lamta.A2)./deta);Gq_dotf=4*piA2*Gqn0*n0A2*ua;Gz2f=(z2_qdot).A2*Gq_dotf;Gfd_qf=(fd_qdot).A2*Gq_dotf;GFd_Gf=(Fd_Gqdot).A2*Gq_dotf;sigmaz2(i)=sqrt(trapz(f,Gz2f));sigmafd(i)=sqrt(trapz(f,Gfd_qf));sigmaFd_G(i)=sqrt(trapz(f,GFd_Gf));ifyps==0.25sgmz2=sigmaz2(i);sgmfd=sigmafd(i);

sgmFd_G=sigmaFd_G(i);endendsz2=20*log10(sigmaz2/sgmz2);sfd=20*log10(sigmafd/sgmfd);sFd_G=20*log10(sigmaFd_G/sgmFd_G);plot(yps0,sz2,'r-',yps