小型电动汽车制动性能仿真分析(附件)
本文运用汽车理论与汽车系统动力学的知识，确立并分析汽车制动性能的评价指标与影响制动性能的因素。在汽车制动性理论、动力学仿真等资料的基础上，建立ABS数学理论模型。通过确立选用仿真的软件MATLAB的子工具箱SIMULINK，结合选用的电动汽车的相关参数，分别对车轮角速度、地面制动力矩、车速与制动位移、滑移率和ABS控制原理进行建模仿真，并对仿真结果进行分析和与理论结果进行比较，得出制动性能的影响因素与规律。关键词 制动性，MATLAB，SIMULINK，ABS，仿真
目 录
1 绪论 1
1.1 背景及意义 1
1.2 国内外研究综述 1
1.3 课题研究的主要内容 3
2 制动性能的分析 4
2.1 制动性的评价指标的确定 4
2.2 制动性的影响因素的确定 4
2.3 制动时的受力分析 5
2.4 理想的前、后制动器制动力分配 6
2.5 同步附着系数的选取 6
2.6 f线组和r线组的建立 8
3 ABS理论模型的搭建 9
3.1 车轮制动受力模型的建立 9
3.2 车轮制动时各力之间的关系的确立 10
3.3 滑移率与附着系数关系简化模型的建立 11
3.4 ABS控制原理模型的确立 13
4 制动系统仿真模型的确立 14
4.1 仿真模型所用软件的选取 14
4.2 ABS仿真模型的建立 15
5 仿真结果计算与分析 18
5.1 仿真运行步骤 18
5.2 仿真所得图线的导出 18
5.3 仿真结果分析 20
总 结 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 绪论
1.1 背景及意义
1.1.1 背景概述
由于世界经济的繁荣发展，各国逐渐加强对汽车产业的资金和政策上的支持。随着我国经济的腾飞和人民生活水平的提高，越来越多的人对现有交通出行不再满足，以此引 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
发对汽车的需要，从而给我国汽车行业带来巨大的生存发展空间。汽车产业逐渐成为我国经济发展的又一个巨型助力器，同时汽车产业也反映了了国家工业化进展的程度。现代汽车被人们用作为一种交通运输工具，应该具有比较高的平均行驶车速。但随着交通环境与汽车行驶道路条件的日益复杂化，为了保障必要的交通安全，要求汽车能在能在各种各样的道路条件下都能可靠地减速停车，随着高速公路的迅猛发展，保障行车交通安全成为现代汽车的重要性能之一，备受人们关注。由于环境和资源的迫切需要，电动汽车的研发势在必行，而它的制动性能更是牵动无数汽车设计工程师的心绪。
1.1.2 课题意义
近年来，随着车辆研发的不断推进和道路条件的改进，越来越多人越发意识到汽车制动性的重要性，众多的汽车工程设计师在改进汽车制动性的版图上开疆拓土；与此同时，科学技术飞速发展，越来越多的设计领域应用计算机辅助技术来辅助设计，当然汽车设计也不例外。汽车工程设计师在汽车设计的设计阶段应用动力学仿真正确的预测汽车的主要性能，将汽车的整车构造合理优化，在此基础上检测现有汽车主要参数的合理性（包括尺寸参数、质量参数和性能参数），将汽车系列的产品的设计优化，尽快将汽车相关产品设计出来，避免相关研发资源的浪费。当下，国内外对汽车的研发和性能参数的评估越来越看重，严把质量关。希望或者是要求能尽快研发出适合时代需求的新车型。由于传统的设计开发手段存在诸多弊端，所以汽车工程设计师积极寻求新的出路，而用MATLAB/SIMULINK对汽车动力学模拟仿真刚好可以解决传统设计开发手段的诸多弊端。
1.2 国内外研究综述
1.2.1 国外研究概况
20世纪70年代中后期，美国新墨西哥大学的Clever Moler 博士在讲授矩阵理论和数值分析课程的时候，深感不便，于是建立了MATLAB，即我们认知的矩阵实验室。早期的MATLAB只可以用作运算矩阵，用极其古老的方法来绘图，即用星号描点来绘图，它内部只含有几十个函数，很难满足具体的实际需要。
不久之后,Moler 博士建立了名为Math Works的软件开发公司，并推出了第一个商业版本，其以C语言编写为核心。随后它又增添了各式各样的功能，例如图像处理、符号运算、多媒体以及与其他软件的接口功能，使得MATLAB的功能愈加完善。
Math Works在1992年推出了具有跨时代意义的MATLAB4.0版本,并与此同时开创其微机版，使其在Microsoft Windows系统下可以工作运行。
目前在用的MATLAB R14，即MATLAB7/Simulink6.0，已经较好的满足科学与工程计算的需要，它语言简洁高效；交互性好，应用便利；绘制图形简单方便，便于数据可视化；工具箱领域广泛，便于众多学科直接应用；开放性好，便于扩展；引用外部程序，文件I/O。正是由于这些优点，MATLAB可以应用在很多领域，最典型的应用有以下几种：（1）汽车工业（2）生物医学工程（3）航天工程（4）工程与科学绘图（5）控制系统设计（6）建模、仿真及样机开发（7）新算法研究开发（8）图像与数字信号处理（9）数值与符号计算（10）数据分析。
在汽车工业方面，近年来它蓬勃发展，发达国家的许多大型国际汽车公司都投入大量的人力物力来构建专属自己的计算机仿真部门或研究院，汽车产品的设计开发越来越呈现标准化、通用化、系统化，这些都标志着国外的汽车计算机仿真分析已经走向成熟
1.2.2 国内研究概况
早在1996年华中科技大学的张国强教授用《用MATLAB软件对电动汽车的计算机模拟中》来详细介绍了用仿真软件MATLAB对电动汽车进行仿真分析分析的方法，完全应用了MATLAB及子工具箱SIMULINK软件特有的人机对话方式的性能，在电动汽车各部件定义的功能框的基础上，利用菜单式的选取手段，使仿真的进行具有较好的可视性和适应性，同时可以使传统的计算机模拟程序简化，节省时间和人力成本．这种仿真手段也可以应用到各种动态系统，给设计和研发电动汽车提供可以借鉴的模板。
目 录
1 绪论 1
1.1 背景及意义 1
1.2 国内外研究综述 1
1.3 课题研究的主要内容 3
2 制动性能的分析 4
2.1 制动性的评价指标的确定 4
2.2 制动性的影响因素的确定 4
2.3 制动时的受力分析 5
2.4 理想的前、后制动器制动力分配 6
2.5 同步附着系数的选取 6
2.6 f线组和r线组的建立 8
3 ABS理论模型的搭建 9
3.1 车轮制动受力模型的建立 9
3.2 车轮制动时各力之间的关系的确立 10
3.3 滑移率与附着系数关系简化模型的建立 11
3.4 ABS控制原理模型的确立 13
4 制动系统仿真模型的确立 14
4.1 仿真模型所用软件的选取 14
4.2 ABS仿真模型的建立 15
5 仿真结果计算与分析 18
5.1 仿真运行步骤 18
5.2 仿真所得图线的导出 18
5.3 仿真结果分析 20
总 结 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 绪论
1.1 背景及意义
1.1.1 背景概述
由于世界经济的繁荣发展，各国逐渐加强对汽车产业的资金和政策上的支持。随着我国经济的腾飞和人民生活水平的提高，越来越多的人对现有交通出行不再满足，以此引 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
发对汽车的需要，从而给我国汽车行业带来巨大的生存发展空间。汽车产业逐渐成为我国经济发展的又一个巨型助力器，同时汽车产业也反映了了国家工业化进展的程度。现代汽车被人们用作为一种交通运输工具，应该具有比较高的平均行驶车速。但随着交通环境与汽车行驶道路条件的日益复杂化，为了保障必要的交通安全，要求汽车能在能在各种各样的道路条件下都能可靠地减速停车，随着高速公路的迅猛发展，保障行车交通安全成为现代汽车的重要性能之一，备受人们关注。由于环境和资源的迫切需要，电动汽车的研发势在必行，而它的制动性能更是牵动无数汽车设计工程师的心绪。
1.1.2 课题意义
近年来，随着车辆研发的不断推进和道路条件的改进，越来越多人越发意识到汽车制动性的重要性，众多的汽车工程设计师在改进汽车制动性的版图上开疆拓土；与此同时，科学技术飞速发展，越来越多的设计领域应用计算机辅助技术来辅助设计，当然汽车设计也不例外。汽车工程设计师在汽车设计的设计阶段应用动力学仿真正确的预测汽车的主要性能，将汽车的整车构造合理优化，在此基础上检测现有汽车主要参数的合理性（包括尺寸参数、质量参数和性能参数），将汽车系列的产品的设计优化，尽快将汽车相关产品设计出来，避免相关研发资源的浪费。当下，国内外对汽车的研发和性能参数的评估越来越看重，严把质量关。希望或者是要求能尽快研发出适合时代需求的新车型。由于传统的设计开发手段存在诸多弊端，所以汽车工程设计师积极寻求新的出路，而用MATLAB/SIMULINK对汽车动力学模拟仿真刚好可以解决传统设计开发手段的诸多弊端。
1.2 国内外研究综述
1.2.1 国外研究概况
20世纪70年代中后期，美国新墨西哥大学的Clever Moler 博士在讲授矩阵理论和数值分析课程的时候，深感不便，于是建立了MATLAB，即我们认知的矩阵实验室。早期的MATLAB只可以用作运算矩阵，用极其古老的方法来绘图，即用星号描点来绘图，它内部只含有几十个函数，很难满足具体的实际需要。
不久之后,Moler 博士建立了名为Math Works的软件开发公司，并推出了第一个商业版本，其以C语言编写为核心。随后它又增添了各式各样的功能，例如图像处理、符号运算、多媒体以及与其他软件的接口功能，使得MATLAB的功能愈加完善。
Math Works在1992年推出了具有跨时代意义的MATLAB4.0版本,并与此同时开创其微机版，使其在Microsoft Windows系统下可以工作运行。
目前在用的MATLAB R14，即MATLAB7/Simulink6.0，已经较好的满足科学与工程计算的需要，它语言简洁高效；交互性好，应用便利；绘制图形简单方便，便于数据可视化；工具箱领域广泛，便于众多学科直接应用；开放性好，便于扩展；引用外部程序，文件I/O。正是由于这些优点，MATLAB可以应用在很多领域，最典型的应用有以下几种：（1）汽车工业（2）生物医学工程（3）航天工程（4）工程与科学绘图（5）控制系统设计（6）建模、仿真及样机开发（7）新算法研究开发（8）图像与数字信号处理（9）数值与符号计算（10）数据分析。
在汽车工业方面，近年来它蓬勃发展，发达国家的许多大型国际汽车公司都投入大量的人力物力来构建专属自己的计算机仿真部门或研究院，汽车产品的设计开发越来越呈现标准化、通用化、系统化，这些都标志着国外的汽车计算机仿真分析已经走向成熟
1.2.2 国内研究概况
早在1996年华中科技大学的张国强教授用《用MATLAB软件对电动汽车的计算机模拟中》来详细介绍了用仿真软件MATLAB对电动汽车进行仿真分析分析的方法，完全应用了MATLAB及子工具箱SIMULINK软件特有的人机对话方式的性能，在电动汽车各部件定义的功能框的基础上，利用菜单式的选取手段，使仿真的进行具有较好的可视性和适应性，同时可以使传统的计算机模拟程序简化，节省时间和人力成本．这种仿真手段也可以应用到各种动态系统，给设计和研发电动汽车提供可以借鉴的模板。
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