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毕业论文答辩模板及答辩相关资料大全论文正文

芊芊
2018-09-10 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《毕业论文答辩模板及答辩相关资料大全论文正文doc》,可适用于高等教育领域

***大学毕业设计题目基于Matlab的汽车制动性分析专业机械设计制造及其自动化(汽车方向)班级姓名学号指导教师职称基于Matlab的汽车制动性分析摘要:如今汽车的安全性已经成为人们所关注的热点由于汽车制动性直接关系到交通安全重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关故汽车的制动性是汽车安全行驶的重要保障。改善汽车的制动性始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。汽车的制动性能好坏直接决定汽车的安全性在一定程度上它将决定驾驶员的生命安全因此通过分析汽车的制动性能就显得极为重要。改善汽车的制动性首先应对其分析了解。为了更好的分析制动性本文提出了基于Matlab软件汽车制动性能分析。利用Matlab软件建模方便、更易于对其进行分析。建立了地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系图,理想的前、后制动器制动力分配时地面制动力制动器制动力与附着力之间的关系图同时还有f线组与r线组详细关系图。关键词:制动性能Matlab软件建模分析StudyonBrakingFeaturesofCarBasedonMatlabAbstract:Atpresent,thesecurityofcarshasbecomethefocusofpeople'attentionCars'brakinghasdirectrelationtothetransportationsafetySomebigincidentsareoftencausedbythelongdistanceandsliperingwhenbrakingsoitisalwaysthecarsmanufaturers'firstandforemosttasktoimprovethethefunctionofbrakingCars'brakingdirectlydetermineitssafety,tosomedegree,thedrivers'livesSoitseemsveryimportanttoanalyzecar'brakingfeatureToimprovethebrakingfeature,weshouldfirstanalyzeit,andtohaveabetteranalysisofbraking,webringforwardtheanalysisbasedonMatlabsoftware,whichhasmadeourjobeasierandmoreconvenientKeywords:FeaturesofbrakingMatlabsoftwareModelsbuildingAnalysis符号表汽车质量地面法向发作用力汽车重力空气阻力汽车速度ms坡度阻力汽车速度加速阻力驱动力滚动阻力车轮半径滚动阻力系数发动机转矩空气阻力系数发动机功率道路阻力系数发动机转速rmin旋转质量换算系数变速器传动比附着系数主减速器传动比动力因数传动效率坡度直线行驶加速度目录第一章绪论制动控制系统发展史制动控制系统的现状制动控制系统的展望计算机模拟计算方法在本领域中的应用课题的来源背景及研究目的、内容所选课题的题目背景课题研究的目的、意义课题研究内容和研究方法第二章Matlab软件的介绍Matlab软件简介Matlab软件平台介绍Matlab软件的产生Matlab软件特点Matlab基础matlab变量与表达式Matlab的数据显示格式Matlab中常用的函数第三章基于汽车制动性能计算方法汽车制动性主要评价方法:地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系制动距离与制动减速度制动减速度制动距离制动效能恒定性制动时汽车的方向稳定性地面对前、后轮的法向反作用力理想的前、后制动器动力分配具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程第四章汽车制动系计算程序的设计理想的前、后制动器制动力分配f线组r线组第五章实例分析实例中样车参数制动效能的模拟及分析制动距离和平均减速的分析制动时地面对前后轮法线反作用力的模拟制动时理想的前后制动器动力关系的模拟制动时β曲线与I曲线制动f线组与r线组第六章结论参考文献附录致谢第一章绪论从汽车诞生时起车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高这种重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面包括制动控制的理论和方法以及采用新的技术。制动控制系统发展史最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力这时的车辆的质量比较小速度比较低机械制动已满足车辆制动的需要但随着汽车自质量的增加助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。这时开始出现真空助力装置。年生产的质量为kg的凯迪拉克V车四轮采用直径mm的鼓式制动器并有制动踏板控制的真空助力装置。林肯公司也于年推出V轿车该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。随着科学技术的发展及汽车工业的发展尤其是军用车辆及军用技术的发展车辆制动有了新的突破液压制动是继机械制动后的又一重大革新。克莱斯勒的四轮液压制动器于年问世。通用和福特分别于年和年采用了液压制动技术。到世纪年代液压助力制动器才成为现实。世纪年代后期随着电子技术的发展世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装置一般包括三部分:传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装置控制装置进行计算并与规定的数值进行比较后给压力调节器发出指令。年博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。年的福特使用了真空助力的ABS制动器年克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。这些早期的ABS装置性能有限可靠性不够理想且成本高。年默·本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现以及电子信息处理技术的高速发展ABS已成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。年ABS的世界年产量已超过万辆份世界汽车ABS的装用率已超过。一些国家和地区(如欧洲、日本、美国等)已制定法规使ABS成为汽车的标准设备。制动控制系统的现状当考虑基本的制动功能量液压操纵仍然是最可靠、最经济的方法。即使增加了防抱制动(ABS)功能后传统的“油液制动系统”仍然占有优势地位。但是就复杂性和经济性而言增加的牵引力控制、车辆稳定性控制和一些正在考虑用于“智能汽车”的新技术使基本的制动器显得微不足道。传统的制动控制系统只做一样事情即均匀分配油液压力。当制动踏板踏下时主缸就将等量的油液送到通往每个制动器的管路并通过一个比例阀使前后平衡。而ABS或其他一种制动干预系统则按照每个制动器的需要时对油液压力进行调节。目前车辆防抱制动控制系统(ABS)已发展成为成熟的产品并在各种车辆上得到了广泛的应用但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。方法虽然简单实用但是其调试比较困难不同的车辆需要不同的匹配技术在许多不同的道路上加以验证从理论上来说整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上并未达到最佳的制动效果。另外由于编制逻辑门限ABS有许多局限性所以近年来在ABS的基础上发展了车辆动力学控制系统(VDC)。结合动力学控制的最佳ABS是以滑移率为控制目标的ABS它是以连续量控制形式使制动过程中保持最佳的、稳定的滑移率理论上是一种理想的ABS控制系统。滑移率控制的难点在于确定各种路况下的最佳滑移率另一个难点是车辆速度的测量问题它应是低成本可靠的技术并最终能发展成为使用的产品。对以滑移率为目标的ABS而言控制精度并不是十分突出的问题并且达到高精度的控制也比较困难因为路面及车辆运动状态的变化很大多种干扰影响较大所以重要的问题在于控制的稳定性即系统鲁棒性应保持在各种条件下不失控。防抱系统要求高可靠性否则会导致人身伤亡及车辆损坏。因此发展鲁棒性的ABS控制系统成为关键。现在多种鲁棒控制系统应用到ABS的控制逻辑中来。除传统的逻辑门限方法是以比较为目的外增益调度PID控制、变结构控制和模糊控制是常用的鲁棒控制系统是目前所采用的以滑移率为目标的连续控制系统。模糊控制法是基于经验规则的控制与系统的模型无关具有很好的鲁棒性和控制规则的灵活性但调整控制参数比较困难无理论而言基本上是靠试凑的方法。然而对大多数基于目标值的控制而言控制规律有一定的规律。另外也有采用其它的控制方法如基于状态空门及线性反馈理论的方法模糊神经网络控制系统等。各种控制方法并不是单独应用在汽车上通常是几种控制方法组合起来实施。如可以将模糊控制和PID结合起来兼顾模糊控制的鲁棒性和PID控制的高精度能达到很好的控制效果。车轮的驱动打滑与制动抱死是很类似的问题。在汽车起动或加速时因驱动力过大而使驱动轮高速旋转、超过摩擦极限而引起打滑。此时车轮同样不具有足够的侧向力来保持车辆的稳定车轮切向力也减少影响加速性能。由此看出防止车轮打滑与抱死都是要控制汽车的滑移率所以在ABS的基础上发展了驱动防滑系统(ASR)。ASR是ABS的逻辑和功能扩展。ABS在增加了ASR功能后主要的变化是在电子控制单元中增加了驱动防滑逻辑系统来监测驱动轮的转速。ASR大多借用ABS的硬件两者共存一体发展成为ABSASR系统。目前ABSASR已在欧洲新载货车中普遍使用并且欧共体法规EEC已强制性规定在总质量大于t的某些载货车上使用重型车是首先装用的。然而ABSASR只是解决了紧急制动时附着系数的利用并可获得较短的制动距离及制动方向稳定性但是它不能解决制动系统中的所有缺陷。因此ABSASR功能同时可进行制动强度的控制。ABS只有在极端情况下(车轮完全抱死)才会控制制动在部分制动时电子制动使可控制单个制动缸压力因此反应时间缩短确保在任一瞬间得到正确的制动压力。近几年电子技术及计算机控制技术的飞速发展为EBS的发展带来了机遇。德国自世纪年代以来率先发展了ABSASR系统并投入市场在EBS的研究与发展过程中走到了世界的前列。德国博世公司在年与斯堪尼公司联合首次在Scania牵引车及挂车上装用了EBS。然而EBS是全新的系统它有很大的潜力必将给现在及将来的制动系统带来革命性的变革。制动控制系统的展望今天ABSASR已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准设备。车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。一方面是扩大控制范围、增加控制功能另一方面是采用优化控制理论实施伺服控制和高精度控制。在第一方面ABS功能的扩充除ASR外同时把悬架和转向控制扩展进来使ABS不仅仅是防抱死系统而成为更综合的车辆控制系统。制动器开发厂商还提出了未来将ABSTCS和VDC与智能化运输系统一体化运用的构想。随着电子控制传动、悬架系统及转向装置的发展将产生电子控制系统之间的联系网络从而产生一些新的功能如:采用电子控制的离合器可大大提高汽车静止启动的效率在制动过程中通过输入一个驱动命令给电子悬架系统能防止车辆的俯仰。在第二个方面一些智能控制技术如神经网络控制技术是现在比较新的控制技术已经有人将其应用在汽车的制动控制系统中。ABSASR并不能解决汽车制动中的所有问题。因此由ABSASR进一步发展演变成电子控制制动系统(EBS)这将是控制系统发展的一个重要的方向。但是EBS要想在实际中应用开来并不是一个简单的问题。除技术外系统的成本和相关的法规是其投入应用的关键。经过了一百多年的发展汽车制动系统的形式已经基本固定下来。随着电子特别是大规模、超大规模集成电路的发展汽车制动系统的形式也将发生变化。如凯西海斯(KH)公司在一辆实验车上安装了一种电液(EH)制动系统该系统彻底改变了制动器的操作机理。通过采用个比例阀和电力电子控制装置KH公司的EBM就能考虑到基本制动、ABS、牵引力控制、巡航控制制动干预等情况而不需另外增加任何一种附加装置。EBM系统潜在的优点是比标准制动器能更加有效地分配基本制动力从而使制动距离缩短。一种完全无油液、完全的电路制动BBW(BrakeByWire)的开发使传统的液压制动装置成为历史。计算机模拟计算方法在本领域中的应用为了提高设计质量缩短研制周期在设计阶段就需要根据有关设计参数对汽车制动性、燃料经济性进行预测。随着计算机的广泛应用和现代计算方法的发展计算机模拟计算方法为汽车制动性和燃油经济性计算提供了有效而准确的工具。计算机模拟计算方法与一般的性能计算方法相比有着许多优点:)由于是利用模拟程序进行计算因此可以快速改变已知参数来研究该参数对整车性能的影响。)能够求解出含有线性或非线性微分方程组的复杂数学模型而且计算精度越来越高使得模拟更接近于实际情况。)能够按预定的程序模拟各种行驶工况包括瞬态的非稳定工况因而能全面地预测汽车在各种工况下的制动性和燃油经济性。)能够在很短时间内对大量的设计方案进行运算研究这些方案对汽车性能的影响有助于设计人员快速地找到比较有利的设计方案,提高工作效率减少设计的盲目性。由此可见计算机模拟计算方法是汽车设计的有力工具它不仅能分析和预测汽车的制动性、燃油经济性而且能运用于设计的综合即根据预定的性能指标和技术要求找出最佳的设计参数。正是这些优点使得计算机模拟计算方法可以有效地应用于汽车制动传动系匹配设计。计算机模拟计算对于加快汽车的开发研制尤其是对汽车制动传动系的优化设计具有重要的现实意义。课题的来源背景及研究目的、内容所选课题的题目背景随着汽车的发展、普及汽车安全问题成为人们所关注的主要问题制动性又为汽车行驶安全的首要问题如何对汽车制动性能简单高效率的分析成为要解决的问题。Matlab软件的诞生则为解决这一问题提供快捷有效的途径。课题研究的目的、意义课题研究的目的:培养学生综合运用所学汽车理论知识的能力。本课题的意义:通过应用matlab软件系统对汽车制动性能分析可以大大的提高汽车制动性分析的效率。课题研究内容和研究方法研究内容:调研对汽车制动性概念和评价方法有一定的了解了解并确定如何对汽车的制动性能进行分析与评价了解并熟悉matlab软件并提出自己的设计方案输出结果并给予分析研究方法:利用matlab软件解决数字的计算公式的处理以及相关曲线的输出。第二章Matlab软件的介绍Matlab软件简介Matlab软件平台介绍Matlab是美国Mathworks公司推出的一套工程计算及数值分析软件。由于其具有功能强大且操作简捷的优点目前Matlab已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具。Matlab提供了强大的科学计算、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视化、便捷的与其它程序和语言接口的功能并且Matlab中包括了被称作工具箱的各类应用问题的求解工具。Matlab中主要包含三大块:一是Matlab的基本计算实现二是图形化界面接口及GUI三是系统仿真界面SimulinkMatlab软件的产生在科学研究和工程应用中往往要进行大量的数学计算其中包括矩阵运算。这些运算一般来说难以用手工精确和快捷地进行而要借助计算机编制相应的程序做近似计算。目前流行用Basic、Fortran和c语言编制计算程序,既需要对有关算法有深刻的了解还需要熟练地掌握所用语言的语法及编程技巧。对多数科学工作者而言同时具备这两方面技能有一定困难。通常编制程序也是繁杂的不仅消耗人力与物力,而且影响工作进程和效率。为克服上述困难美国Mathwork公司于年推出了“MatrixLaboratory”(缩写为Matlab)软件包并不断更新和扩充。目前最新的x版本(windows环境)是一种功能强、效率高便于进行科学和工程计算的交互式软件包。其中包括:一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模和系统控制和优化等应用程序并集应用程序和图形于一便于使用的集成环境中。在此环境下所解问题的Matlab语言表述形式和其数学表达形式相同不需要按传统的方法编程。不过Matlab作为一种新的计算机语言要想运用自如充分发挥它的威力也需先系统地学习它。但由于使用Matlab编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致所以不象学习其它高级语言如Basic、Fortran和C等那样难于掌握。实践证明你可在几十分钟的时间内学会Matlab的基础知识在短短几个小时的使用中就能初步掌握它从而使你能够进行高效率和富有创造性的计算。Matlab大大降低了对使用者的数学基础和计算机语言知识的要求而且编程效率和计算效率极高还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝所以它的确为一高效的科研助手。自推出后即风行美国流传世界。Matlab软件特点.)编程效率高它是一种面向科学与工程计算的高级语言允许用数学形式的语言编写程序且比Basic、Fortran和C等语言更加接近我们书写计算公式的思维方式用Matlab编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题。因此Matlab语言也可通俗地称为演算纸式科学算法语言由于它编写简单所以编程效率高易学易懂。.)用户使用方便Matlab语言是一种解释执行的语言(在没被专门的工具编译之前)它灵活、方便其调试程序手段丰富调试速度快需要学习时间少。人们用任何一种语言编写程序和调试程序一般都要经过四个步骤:编辑、编译、连接以及执行和调试。各个步骤之间是顺序关系编程的过程就是在它们之间作瀑布型的循环。Matlab语言与其它语言相比较好地解决了上述问题把编辑、编译、连接和执行融为一体。它能在同一画面上进行灵活操作快速排除输入程序中的书写错误、语法错误以至语意错误从而加快了用户编写、修改和调试程序的速度可以说在编程和调试过程中它是一种比VB还要简单的语言。具体地说Matlab运行时如直接在命令行输入Mailab语句(命令)包括调用M文件的语句每输入一条语句就立即对其进行处理完成绩译、连接和运行的全过程。又如将Matlab源程序编辑为M文件由于Matab磁盘文件也是M文件所以编辑后的源文件就可直接运行而不需进行编译和连接。在运行M文件时如果有错计算机屏幕上会给出详细的出错信息用户经修改后再执行直到正确为止。所以可以说Matab语言不仅是一种语言广义上讲是一种该语言开发系统即语言调试系统。.)扩充能力强高版本的Matlab语言有丰富的库函数在进行复杂的数学运算时可以直接调用而且Matlab的库函数同用户文件在形成上一样所以用户文件也可作为Matlab的库函数来调用。因而用户可以根据自己的需要方便地建立和扩充新的库函数以便提高Matlab使用效率和扩充它的功能。另外为了充分利用Fortran、C等语言的资源包括用户已编好的FortranC语言程序通过建立Me调文件的形式混合编程方便地调用有关的FortranC语言的子程序。.)语句简单内涵丰富Matab语言中最基本最重要的成分是函数其一般形式为「ac……=fun(def……)即一个函数由函数名输入变量def,……和输出变量abc……组成同一函数名F不同数目的输入变量(包括无输入变量)及不同数目的输出变量代表着不同的含义(有点像面向对象中的多态性。这不仅使Matlab的库函数功能更丰富而大大减少了需要的磁盘空间使得Matlab编写的M文件简单、短小而高效。.)高效方便的矩阵和数组运算Matlab语言象Basic、Fortran和C语言一样规定了矩阵的算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、条件运算符及赋值运算符而且这些运算符大部分可以毫无改变地照搬到数组间的运算有些如算术运算符只要增加“·”就可用于数组间的运算另外它不需定义数组的维数并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时显得大为简捷、高效、方便这是其它高级语言所不能比拟的。在此基础上高版本的Matlab已逐步扩展到科学及工程计算的其它领域。因此不久的将来它一定能名符其实地成为“万能演算纸式的”科学算法语言。.)方便的绘图功能Matlab的绘图是十分方便的它有一系列绘图函数(命令)例如线性坐标、对数坐标半对数坐标及极坐标均只需调用不同的绘图函数(命令)在图上标出图题、XY轴标注格(栅)绘制也只需调用相应的命令简单易行。另外在调用绘图函数时调整自变量可绘出不变颜色的点、线、复线或多重线。这种为科学研究着想的设计是通用的编程语言所不及的。总之Matlab语言的设计思想可以说代表了当前计算机高级语言的发展方向。Matlab基础matlab变量与表达式MATLAB的变量名是用一个字母打头后面最多跟个字母或数字来定义的.如,都是合法的变量名.应该注意不要用Matlab中的内部函数或命令名作为变量名.Matlab中的变量名是区分大小写字母的.如在Matlab中与表示两个不同的变量.列出当前工作空间中的变量命令为:who将内存中的当前变量以简单形式列出whos列出当前内存变量的名称、大小、类型等信息clear清除内存中的所有变量与函数.数学运算符(加号)(减号)*(乘号),(左除),(右除),^(乘幂)关系运算符(小于),(大于),(小于等于),(大于等于),=(等于),(不等于)逻辑运算符(逻辑与运算),|(逻辑或运算),~(逻辑非运算)Matlab的表达式及语句:表达式由运算符、函数、变量名和数字组成的式子.Matlab语句由变量、表达式及Matlab命令组成用户输入的语句由Matlab系统解释运行.Matlab语句的种最常见的形式为:形式:表达式形式:变量=表达式在第一种形式中表达式运算后产生的结果如果为数值类型系统自动赋值给变量并显示在屏幕上.Matlab的数据显示格式虽然在Matlab系统中数据的存储和计算都是双精度进行的但Matlab可以利用菜单或format命令来调整数据的显示格式.format命令的格式和作用如下:format|formatshort位定点表示formatlong位定点表示formatshorte位浮点表示formatlonge位浮点表示formatshortg统选择位定点和位浮点中更好的表示formatlongg系统选择位定点和位浮点中更好的表示formatrat近似的有理数的表示formathex十六进制的表示formatbank用元角分(美制)定点表示formatcompact变量之间没有空行formatloose变量之间有空行Matlab中常用的函数()MATLAB的常用内部函数:eps浮点相对精度exp自然对数的底数ei或j基本虚数单位inf无限大例如NaN非数值(Notanumber)例如pi圆周率p(=)realmax系统所能表示的最大数值realmin系统所能表示的最小数值nargin函数的输入引数个数nargoff函数的输出引数个数()MATLAB常用基本数学函数:abs(x)纯量的绝对值或向量的长度angle(z)复数z的相角(Phaseangle)sqrt(x)开平方real(z)复数z的实部imag(z)复数z的虚部conj(z)复数z的共轭复数round(x)四舍五入至最近整数fix(x)无论正负舍去小数至最近整数floor(x)地板函数即舍去正小数至最近整数ceil(x)天花板函数即加入正小数至最近整数rat(x)将实数x化为分数表示rats(x)将实数x化为多项分数展开sign(x)符号函数(Signumfunction)当x<时sign(x)=当x=时sign(x)=当x>时sign(x)=rem(x,y)求x除以y的馀数gcd(x,y)整数x和y的最大公因数lcm(x,y)整数x和y的最小公倍数exp(x)自然指数pow(x)的指数log(x)以e为底的对数即自然对数或log(x)以为底的对数log(x)以为底的对数()MATLAB常用三角函数:sin(x)正弦函数cos(x)余弦函数tan(x)正切函数asin(x)反正弦函数acos(x)反余弦函数atan(x)反正切函数atan(x,y)四象限的反正切函数sinh(x)超越正弦函数cosh(x)超越余弦函数tanh(x)超越正切函数asinh(x)反超越正弦函数acosh(x)反超越余弦函数atanh(x)反超越正切函数()适用于向量的常用函数:min(x)向量x的元素的最小值max(x)向量x的元素的最大值mean(x)向量x的元素的平均值median(x)向量x的元素的中位数std(x)向量x的元素的标准差diff(x)向量x的相邻元素的差sort(x)对向量x的元素进行排序(Sorting)length(x)向量x的元素个数norm(x)向量x的欧氏(Euclidean)长度sum(x)向量x的元素总和prod(x)向量x的元素总乘积cumsum(x)向量x的累计元素总和cumprod(x)向量x的累计元素总乘积dot(x,y)向量x和y的内积cross(x,y)向量x和y的外积()MATLAB基本绘图函数:plotx轴和y轴均为线性刻度(Linearscale)loglogx轴和y轴均为对数刻度(Logarithmicscale) semilogxx轴为对数刻度y轴为线性刻度semilogyx轴为线性刻度y轴为对数刻度()plot绘图函数的参数:字元颜色字元图线型态y黄色点 k黑色o圆w白色xxb蓝色g绿色**r红色实线c亮青色:点线m锰紫色点虚线()二维绘图函数:bar长条图errorbar图形加上误差范围fplot较精确的函数图形polar极座标图hist累计图rose极座标累计图stairs阶梯图stem针状图fill实心图feather羽毛图compass罗盘图quiver向量场图()三维绘图函数:contour二维等值线图即从上向下看contour等值线图contour等值线图fill填充的多边形mesh网格图meshc具有基本等值线图的网格图meshz有零平面的网格图pcolor二维伪彩色绘图即从上向下看surf图plot直线图quiver二维带方向箭头的速度图surf曲面图surfc具有基本等值线图的曲面图surfl带亮度的曲面图waterfall无交叉线的网格图第三章基于汽车制动性能计算方法汽车制动性主要评价方法:)制动效能即制动距离与制动减速度。)制动效能的恒定性即抗热衰退性能。)制动时汽车的方向稳定性即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系在制动时若只考虑车轮的运动为滚动与抱死托滑两种情况当制动踏板力较小时制动器力矩不大地面与轮胎之间的摩擦力即地面制动力足以克服制动力摩擦力矩而使车轮转动。显然车轮滚动时的地面制动力就等于制动器制动力且随踏板力增长成正比地增长。但地面制动力是滑动摩擦的约束反力它的值不超过附着力即或最大地面制动力为当制动器踏板力或制动系液压力p上升到某一值、地面制动力达到附着力值时车轮即抱死不转而出现托滑现象。制动系液压力时制动器制动力由于制动器摩擦力矩的增长而仍按直线关系继续上升。但是若作用在车轮上的法向载荷为常数地面制动力达到附着力的值后就不再增加。由此可见汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力但同时又受地面附着力地面附着条件的限制所以只有汽车具有足够的制动器制动力同时地面又能提供高的附着力时才能获得足够的地面制动力。如下图图汽车制动性能图制动距离与制动减速度制动减速度制动距离与汽车的行驶它指的是汽车速度为时从驾驶员开始操纵制动控制装置(制动踏板)到汽车完全停住为止所驶过的距离。制动速度是制动时车速对时间的导数即。它反映了地面制动力的大小因此与制动器制动力(车轮滚动时)及附着力(车轮抱死托滑时)有关。由于地面制动力为故汽车能达到的减速度()为若允许汽车的前、后轮同时抱死则若装有理想的制动防抱死装置来控制汽车的制动则制动减速度为在评价汽车制动性能时由于瞬时速度曲线的形状复杂不好用某一点的值来代表所以我国行业标准采用平均减速度的概念即EMBEDEquationEMBEDEquation()式中为制动压力达到最大压力的时刻为到停车时总时间的的时刻。制动距离决定制动距离的主要因素是:制动器起作用的时间、最大制动减速度以及起始制动车速。公式如下:()因此可知改进制动系结构减少制动器作用时间是缩短制动距离的一项有效措施。制动距离和平均减速度与制动系的反应时间制、动起作用时间、附着系数和初速有关。为了简化我们可以将制动系的反应时间和制动起作用时间看做确定值。因为制动系的反应时间由操作者决定制动起作用时间由汽车的型号以及制造工艺决定。这样我们就可以建立以附着系数和初速为变量的制动距离和平均减速度的函数。制动效能恒定性制动效能的恒定性的主要指标是抗热衰退性能。一般用一系列的制动时制动效能的保持程度来衡量热衰退也是目前制动器不可避免的现象。抗热衰退性与制动器的摩擦系数材料及制动器的结构有关。我们就不做详细的分析。制动时汽车的方向稳定性制动时汽车自动向左或向右偏驶称为“制动跑偏”。侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。前轮失去转向能力是指弯道制动时汽车不在按原来的弯道行驶而沿弯道切线方向驶出。制动跑偏、侧滑与前轮失去转向能力是造成交通事故的重要原因。地面对前、后轮的法向反作用力现对一在汽车在水平路面上制动受力分析。可以得到如下方程式:()式中(N)为地面对前轮的法向反作用力G(N)为汽车重力b(m)为汽车质心至后轴中心线的距离m(Kg)为汽车质量(m)为汽车质心高度()为汽车减速度。对前轮接地点取力矩得()式中为地面对后轮的法向反作用力为质心至前轴中心线的距离。令称为制动强度则可以求得地面法向反作力()()若在不同附着系数的路面上制动前、后轮都抱死(不论是同时抱死或分别先后抱死)此时或。地面作用于前后轮的法向反作用力为()()以上公式均为直线方程。理想的前、后制动器动力分配前、后轮制动器制动力之和等于附着力并且前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力即将代入上式得()()由以上两个公式消去变量得()可由上式画出曲线即为前、后车轮同时抱死时前、后轮制动器制动力的关系曲线理想的前、后轮制动器制动力分配曲线简称І曲线。在下章的实例分析中将给出。具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数不少两轴汽车的前、后制动器制动力之比为一固定值。常用前制动器制动力与汽车总制动器制动力之比来表明分配的比例称为制动器制动力分配系数并以符号表示即()式中为前制动器制动力为汽车总制动器制动力为后制动器制动力。故且若用表示则EMBEDEquation为一直线此直线通过坐标原点且其斜率=这条直线称为实际前、后制动器制动力分配线简称线。我们称线与І曲线交点处的附着系数为同步附着系数。同步附着系数是由汽车结构参数决定的、反映汽车制动性能的一个参数。前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程线组是后轮没有抱死在各种值路面上前轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线线组是前轮没有抱死而后轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。先求线组。当前轮抱死时()由于故整理得()这就是在不同值路面上只有前轮抱死时的前、后地面制动力关系式。在求线组。当前轮抱死时()代入并整理得()此即在不同值路面上只有后轮抱死时的前、后地面制动力的关系式。在下一章的实例分析中将给出。第四章汽车制动系计算程序的设计理想的前、后制动器制动力分配理想的前后制动器制动力分配一般按如下的一个图表进行一个比较简洁直观的循环在前后制动器制动力分配按一个规律发生改变时用图表表现的更为直观。图表如下页。f线组r线组图f线组r线组程序流程图第五章实例分析下面我们就以某轿车为例利用Matlab软件对其制动性进行模拟计算及相关的指标分析。实例中样车参数轿车基本参数如下表所示:表实验车基本参数空载满载质量:m(kg)质量:m(kg)质心到前轴中心线的距离:a(m)质心到前轴中心线的距离:a(m)质心到后轴中心线的距离b(m)质心到后轴中心线的距离b(m)质心高度hg(m)质心高度hg(m)万有引力常数g(ms)万有引力常数g(ms)轴距L轴距L制动效能的模拟及分析我们基于第三章的数据和第四章中程序流程图编辑好程序(最后附录)输入Matlab软件。然后我们运行MATLAB软件进行相关曲线的输出。制动距离和平均减速的分析图汽车制动距离与初速度和附着系数的关系从图可以看出相同制动减速度或附着系数的情况下初始速度越大制动距离越长制动初速度一样的情况下制动减速度或附着系数越大制动距离越短。制动时地面对前后轮法线反作用力的模拟图制动时地面对前、后轮法线反作用力的变化从图可以发现当制动强度或附着系数改变时前、后轮法向反作用力的变化是很大的。例如空载时当亦即=时前轮法向反作用力增加了而后轮减少了。制动时理想的前后制动器动力关系的模拟图理想的前、后制动器制动力分配曲线І曲线是脚踏板力增长到前、后轮同时抱死托滑时的前、后制动器制动力的分配曲线。由图可以看出前、后轮抱死时初始后轮制动器制动力增加而后后轮的制动器制动力有所减少前轮制动器制动力一直在增加。在这里还应进一步指明汽车前、后制动器制动力常不能按І曲线的要求分配。制动过程中常是一根车轴的车轮先抱死随着踏板制动力的进一步增加接着另一根车轴的车轮抱死。制动时β曲线与I曲线图小轿车的曲线与І曲线图中线与І曲线(满载)交与B点此时的附着系数值为。线与І曲线交点处的附着系数为同步附着系数所对应的制动减速度为临界减速度。同步附着系数是由汽车结构参数决定的、反映汽车制动性能的一个参数。由图可知线位于І曲线下方制动时总是前轮先抱死线位于І曲线上方制动时总是后轮先抱死。同步附着系数说明前、后制动器制动力为固定比值的汽车只有在一种附着系数即同步附着系数路面上才能使前、后车轮同时抱死。制动f线组与r线组图线组与线组线组是后轮没有抱死在各种值路面上前轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线线组是前轮没有抱死而后轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。普通轿车在制动过程中踏板力逐渐加大时常有后轮没有抱死而前轮先抱死的过程有的空载货车在制动过程中踏板力逐渐加大时会出现前轮没有抱死而后轮先抱死的过程。图中对于同一值下线组与线组的交点即符合(第三章中)又符合(第三章中)所以这些交点便是前、后车轮都(包含同时)抱死的点。因此连接这些点的曲线也就是前面讨论过的І曲线。第六章结论自从汽车的诞生其安全性就引起了我们不断的关注人们也从许多的途径对汽车安全性能进行分析如今Matlab软件的给我们创造了一个快速简洁的分析平台。本文通过MATLAB软件对汽车制动性能进行分析本次设计的主要重点与难点在于对MATLAB软件的熟练运用和如何对汽车的制动性能进行公式化、程序化。开始有点无从下手由于以前也没有接触到Matlab这个软件所以有些知识对我来说是很陌生的。通过很多次的努力摸索出一条可行的方案。另外在周围能运用MATLAB软件的人很少最后还是在老师的安排下我们这些运用MATLAB课程设计的同学组成一个学习小组相互学习虽然课题都不一样但是受益匪浅。这次课程设计是大学生活的一次总结在这个过程中让我从新对专业知识学习了一遍相比以前领悟了不少新的东西。另外还学习了一门新的软件收获颇丰。参考文献KolowrockiKSoszynskaJReliabilityandAvailabilityAnalysisofComplexPortTransportationSystems()WernerUrbanIngridThirdbodyformationonbrakepadsandrotors()刘银秋应用惯性制动器技术改造门机行走制动器机构()李慰立余成波盘式制动器惯性式试验台的研制()陈小元方凯杨银贤汽车制动器惯性试验台的系统设计与实现期刊论文湖南大学()常晓玲电气控制系统与可编程控制器()刘卫国陈昭平张颖MATLAB程序设计与应用()杨庆彪汽车电控制动系统原理与维修精华北京:机械工业出版社鲁植雄汽车ABSASR和ESP维修图解北京:电子工业出版社董继明、罗灯明汽车检测与诊断技术北京:机械工业出版社杨玉如发动机与汽车理论北京:人名交通出版社董辉编汽车电子技术与传感器北京:北京理工大学出版社。周大森等汽车电控原理与维修北京:国防工业出版社余志生汽车理论北京:机械工业出版社陈家瑞汽车构造北京:人名交通出版社。附录基于MATLAB汽车制动性能分析小轿车空载的相关参数m=质量单位:kga=质心到前轴中心线的距离单位:mb=质心到后轴中心线的距离单位:mmhg=汽车的质心高度单位:mMiu=轮胎与地面间的摩擦系数g=引力常数G=m*g车的重力L=ab轴距小轿车满载的相关参数m=a=b=hg=L=abg=引力常数G=m*g主程序figure()Fphi=m**MiuFp=linspace(,Fphi,)plot(Fp,Fp,'k','lineWidth',)Fp=linspace(Fphi,*Fphi,)holdonplot(Fp,ones(size(Fp))*Fphi,'k','lineWidth',)holdonplot(ones(size(Fp))*Fphi,Fp,'k','lineWidth',)holdonplot(Fp,ones(size(Fp))*Fphi,'k','lineWidth',)holdonplot(Fp(:),Fp(:),'k','lineWidth',)text(e,,'Pa')text(e,e,'FXbmax=Fphi')text(e,e,'Fmu')text(e,,'FXb=Fmu')xlabel('p')ylabel('FXb,Fmu,Fphi')title('图制动过程中地面制动力、制动器制动力及附着力的关系','fontWeight','bold')saveas(gcf,'','emf')汽车制动距离与初速和附着系数的关系g=引力常数t=制动系反映时间t=制动起作用时间forj=:phi(j)=jfori=:ua(i)=*is(i,j)=(tt)*ua(i)ua(i)^(*phi(j)*g)dudt(i,j)=*ua(i)(*s(i,j))endendfigureplot(ua,s,'k')axis()xlabel('uakmh')ylabel('sm')text(,,'phi=')text(,,'phi=')title('汽车制动距离与初速和附着系数的关系')制动时地面对前、后轮法线反作用力的变化phi=:Fz=G*(bphi*hg)LFz=G*(aphi*hg)Lfigureplot(phi,Fz,phi,Fz)title('制动时地面对前、后轮法线反作用力的变化')text(,,'空载')xlabel('制动减速度ag附着系数phi')ylabel('法向反作用力FzN')holdonFz=G*(bphi*hg)LFz=G*(aphi*hg)Lplot(phi,Fz,'',phi,Fz,'')text(,,'满载')理想的前、后制动器制动力分配曲线前、后车轮同时抱死时前、后制动器制动力关系曲线Fu=:Fu=(G*sqrt(b^*hg*L*FuG)hg(G*bhg*Fu))figureplot(Fu,Fu,'r','LineWidth',)axis()xlabel('FuN')ylabel('FuN')title('理想的前、后制动器制动力分配曲线')boxofftext(,,'I曲线')holdonforj=:phi(j)=jfori=:fu(i,j)=ifu(i,j)=fu(i,j)phi(j)*Gfu(i,j)=(aphi(j)*hg)*fu(i,j)(bphi(j)*hg)endendplot(fu,fu,'k',fu,fu,'b','LineWidth',)text(,,'phi=')text(,,'phi=')text(,,'phi=')text(,,'phi=')小轿车的β曲线与I曲线figureFu=:Fu=(G*sqrt(b^*hg*L*FuG)hg(G*bhg*Fu))plot(Fu,Fu,'r',Fu,Fu,'r','LineWidth',)axis()title('小轿车的β曲线与I曲线')xlabel('FuN')ylabel('FuN')holdonphi=fu=:fu=fuphi*Gfu=(aphi*hg)*fu(bphi*hg)plot(fu,fu,'k',fu,fu,'k')text(,,'phi=(满载)')text(,,'B')text(,,'β线')text(,,'I曲线(空载)')text(,,'I曲线(满载)')f线组与r线组forj=:phi(j)=jfori=:Fxb(i,j)=iFxb(i,j)=(Lphi(j)*hg)*Fxb(i,j)(phi(j)*hg)G*bhgFxb(i,j)=phi(j)*hg*Fxb(i,j)(phi(j)*hgL)phi(j)*G*a(Lphi(j)*hg)endendfigureplot(Fxb,Fxb,'k',Fxb,Fxb,'k')holdonplot(Fu,Fu,'r','LineWidth',)title('f线组与r线组')text(,,'f线组')text(,,'r线组')axis()xlabel('Fxb')ylabel('Fxb')致谢 感谢我的导师汪云老师她严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样她循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。 感谢我的熊伟老师这片论文的每个实验细节和每个数据都离不开你的细心指导。而你开朗的个性和宽容的态度帮助我能够很快的融入我们这个新的论文编写当中  感谢我的室友们从遥远的家来到这个陌生的城市里是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情维系着寝室那份家的融洽。四年了仿佛就在昨天。四年里我们没有红过脸没有吵过嘴没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。只是今后大家就难得再聚在一起吃每年元旦那顿饭了吧没关系各奔前程大家珍重。我们在一起的日子我会记一辈子的。  感谢我的爸爸妈妈焉得谖草言树之背养育之恩无以回报你们永远健康快乐是我最大的心愿。  在论文即将完成之际我的心情无法平静从开始进入课题到论文的顺利完成有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助在这里请接受我诚挚的谢意!输入计算参数f线组r线阻i=即φ=j=j+初始化作图是循环体:①f线阻:�EMBEDEquationDSMT���②r线阻:�EMBEDEquationDSMT���③前后制动力的I曲线:�EMBEDEquationDSMT���j=即φ=?结束否PAGEunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknown

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