汽车动力性虚拟试验系统的开发(附件)
摘 要 汽车的动力性是汽车最基本最重要的一项使用职能，动力性的好坏直接影响着汽车生产的效率，燃油经济性等等。 很多动力性的实验必须要有实车的情况下进行，比如最高车速实验，安全碰撞性实验进行实际操作的时候有一定的危险性，所以说我们希望开发出一个虚拟实验系统，其中一个目的是为了便于在设计阶段研究汽车动力性，使得生产出来的汽车的动力性一代比一代好，另一个目的是保障了实车实验过程中的驾驶人员的生命安全和汽车实车实验的巨额开销。创建这样一个汽车动力性虚拟实验系统，通过主要的参数输入，比如说车重，汽车发动机的特定属性，传动比等等，可以生成汽车的驱动力-行驶阻力平衡图来判断出汽车地最高车速，加速度，加速时间来全面的比较动力性，通过这个系统可以为汽车的设计工作提供方便，减少汽车实际操作时带来的危险，具有很高的使用价值。
目 录
第一章 项目研究的意义 1
1.1本课题的意义 1
1.2虚拟实验开发的目的 2
1.3研究的关键问题 2
第二章 MATLAB的介绍 4
2.1MATLAB的简单介绍 4
2.2MATLAB软件的特点 4
2.3MATLAB的优势 4
第三章 汽车动力性虚拟试验的设计 6
3.1汽车动力性的介绍 6
3.2动力的模型 6
3.3汽车动力性能的表示 9
第四章 MATLAB的图形用户界面(GUI)程序设计 13
4.1控件对象及属性(Object and its attributes of controller) 13
4.2 GUI的原则 15
4.3图形用户界面设计步骤 15
4.4系统的制作 16
4.5软件的运行结果 22
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 项目研究的意义
1.1本课题的意义
虚拟试验技术是一种先进计算机试验仿真技术，利用它可以在虚拟试验环境下，借助交互式技术和试验分析技术，使设计者在汽车设计阶段就能对产品地性能件就能完成整个系统地仿
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
真。硬件在环型是在计算机软硬件技术发展到了一定阶段之后才出现地一种集多种技术于一体地综合性系统，是指将硬件实物嵌入了仿真系进行试验验证。虚拟试验系统包括了软件型和硬件在环型这两种。纯软件型系统将试验环评价或境、对象全部抽象做为数学模型，把抽象数学模型和软件技术用作为侧重点，仅利用软统地实时动态地仿真技术，需要同时地完成大量运算、数据处理与执行多个任务。
虚拟试验系统具有成本低、危险性低、环保、可重复等诸多优势。汽车地动力性对汽车地运输效率和运输成本具有直接地影响。传统试验方法受外界因素影响较大。采用虚拟试验技术，具有使用方便、快捷、重复性强等优点，能消除实车试验中驾驶员、气候条件和道路环境等外界因素对试验地影响。
1.2虚拟实验开发的目的
汽车地实车实验不仅存在了很大的安全隐患而且开销巨大，效率也很低，那就很说明问题了，在这个汽车已经成为未来必要的交通工具的问题上，该如何寻求方法，于是汽车虚拟实验系统应运而生，虚拟试验系统具有成本低、危险性低、环保、可重复使用等诸多优势。汽车的动力性好坏直接影响了驾乘人员的感受体验，汽车的动力性也是客户买车时关注的一项重要指标。
1.3研究的关键问题
1.3.1研究目标
开发虚拟试验系统，使用该系统对汽车动力性模拟试验，直观地显示试验结果，分析汽车的设计是否合理。
1.3.2研究内容
1.学习汽车的相关知识，掌握评价主要参数，了解计算的方法：驱动力行驶阻力平衡图。
2.通过软件MATLAB建立评价系统，为虚拟实验奠定基础。
3.选择某一款待设计的车型，选择34个传动系统方案，带入软件中进行分析，计算出动力性的主要参数。
4.通过以上得出，确定要进行的实验系统是否合理，并对实验系统做出优化。
1.3.3拟解决的问题
1.汽车二自由度建模，车辆的转向系和行走系模型的建立；
2.在仿真软件中搭建数学模型；
3.在仿真系统中显示仿真结果；
4.若分析结果不符合实际，找到最关键的问题并优化。
第二章 MATLAB的介绍
2.1MATLAB的简单介绍
MATLAB（矩阵实验室）是MATrix LABoratory英文的缩写，是一款来自美国The MathWorks公司研发的用于商业方面的数学软件。MATLAB用作于算法的开发、数据的分析和数值的计算的高级技术。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等一些常用的外，MATLAB还能够创建用户的界面及与挪用别的语言（包括C，C++和FORTRAN）编辑的程序。
尽管MATLAB常常用作于数值方面的运算，但包含广泛的附加工具箱（Toolbox）使得它也适用于不同的领域，比如说控制系统的设计和分析、图像的处理、分析等。另外还有一个配套软件包Simulink，提供了一个可视化开发环境，常用于系统模拟、动态/嵌入式系统开发等方面。
1970年代，美国的新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了学生编程能够更为简单，用FORTRAN编纂了最早的MATLAB。1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到1990年代，MATLAB早就成为了国际的控制软件中最为认可的标准计算软件。
2.2MATLAB软件的特点
高效率方便的符号计算与数值计算的功用，能够让用户从庞大的数学运算的解析中能够脱身出来
2) 具备完整的图形处理的功能,实现了计算的结果与编程可视化
3) 和善的用户界面与如同数字表达式一般的自然语言，使人操作起来更加容易学以致用
4) 功能丰厚强大的应用工具箱(如通讯工具箱、信号处理器材箱等) ,为使用者供应了大量的轻便适用的处理工具
2.3MATLAB的优势
编程环境
MATLAB是由一系列的工具组成。这些东西极为方便了使用者在使用MATLAB函数和文件的情况下，其中的很多的东西都是用了图形用户的界面。包括MATLAB桌面与命令的窗口、编辑器、调试器等等给使用者的浏览提供了帮助。伴随着MATLAB软件的在商业方面及其软件的本身不停持续的升级，MATLAB用户的界面更加精细，使得越来越接近了Windows标准的界面，人机的交互功能加强，操作变得简便。而且最新版本的MATLAB还完善了联机查问、帮手系统，极为方便了用户的使用。简便的编程环境供应了十分完善的调试系统，程序不需要经过编辑就可以进行运行，而且可以很快地报告出出现的错误及为出错原因进行了分析。折叠简单易用
目 录
第一章 项目研究的意义 1
1.1本课题的意义 1
1.2虚拟实验开发的目的 2
1.3研究的关键问题 2
第二章 MATLAB的介绍 4
2.1MATLAB的简单介绍 4
2.2MATLAB软件的特点 4
2.3MATLAB的优势 4
第三章 汽车动力性虚拟试验的设计 6
3.1汽车动力性的介绍 6
3.2动力的模型 6
3.3汽车动力性能的表示 9
第四章 MATLAB的图形用户界面(GUI)程序设计 13
4.1控件对象及属性(Object and its attributes of controller) 13
4.2 GUI的原则 15
4.3图形用户界面设计步骤 15
4.4系统的制作 16
4.5软件的运行结果 22
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 项目研究的意义
1.1本课题的意义
虚拟试验技术是一种先进计算机试验仿真技术，利用它可以在虚拟试验环境下，借助交互式技术和试验分析技术，使设计者在汽车设计阶段就能对产品地性能件就能完成整个系统地仿
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
真。硬件在环型是在计算机软硬件技术发展到了一定阶段之后才出现地一种集多种技术于一体地综合性系统，是指将硬件实物嵌入了仿真系进行试验验证。虚拟试验系统包括了软件型和硬件在环型这两种。纯软件型系统将试验环评价或境、对象全部抽象做为数学模型，把抽象数学模型和软件技术用作为侧重点，仅利用软统地实时动态地仿真技术，需要同时地完成大量运算、数据处理与执行多个任务。
虚拟试验系统具有成本低、危险性低、环保、可重复等诸多优势。汽车地动力性对汽车地运输效率和运输成本具有直接地影响。传统试验方法受外界因素影响较大。采用虚拟试验技术，具有使用方便、快捷、重复性强等优点，能消除实车试验中驾驶员、气候条件和道路环境等外界因素对试验地影响。
1.2虚拟实验开发的目的
汽车地实车实验不仅存在了很大的安全隐患而且开销巨大，效率也很低，那就很说明问题了，在这个汽车已经成为未来必要的交通工具的问题上，该如何寻求方法，于是汽车虚拟实验系统应运而生，虚拟试验系统具有成本低、危险性低、环保、可重复使用等诸多优势。汽车的动力性好坏直接影响了驾乘人员的感受体验，汽车的动力性也是客户买车时关注的一项重要指标。
1.3研究的关键问题
1.3.1研究目标
开发虚拟试验系统，使用该系统对汽车动力性模拟试验，直观地显示试验结果，分析汽车的设计是否合理。
1.3.2研究内容
1.学习汽车的相关知识，掌握评价主要参数，了解计算的方法：驱动力行驶阻力平衡图。
2.通过软件MATLAB建立评价系统，为虚拟实验奠定基础。
3.选择某一款待设计的车型，选择34个传动系统方案，带入软件中进行分析，计算出动力性的主要参数。
4.通过以上得出，确定要进行的实验系统是否合理，并对实验系统做出优化。
1.3.3拟解决的问题
1.汽车二自由度建模，车辆的转向系和行走系模型的建立；
2.在仿真软件中搭建数学模型；
3.在仿真系统中显示仿真结果；
4.若分析结果不符合实际，找到最关键的问题并优化。
第二章 MATLAB的介绍
2.1MATLAB的简单介绍
MATLAB（矩阵实验室）是MATrix LABoratory英文的缩写，是一款来自美国The MathWorks公司研发的用于商业方面的数学软件。MATLAB用作于算法的开发、数据的分析和数值的计算的高级技术。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等一些常用的外，MATLAB还能够创建用户的界面及与挪用别的语言（包括C，C++和FORTRAN）编辑的程序。
尽管MATLAB常常用作于数值方面的运算，但包含广泛的附加工具箱（Toolbox）使得它也适用于不同的领域，比如说控制系统的设计和分析、图像的处理、分析等。另外还有一个配套软件包Simulink，提供了一个可视化开发环境，常用于系统模拟、动态/嵌入式系统开发等方面。
1970年代，美国的新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了学生编程能够更为简单，用FORTRAN编纂了最早的MATLAB。1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到1990年代，MATLAB早就成为了国际的控制软件中最为认可的标准计算软件。
2.2MATLAB软件的特点
高效率方便的符号计算与数值计算的功用，能够让用户从庞大的数学运算的解析中能够脱身出来
2) 具备完整的图形处理的功能,实现了计算的结果与编程可视化
3) 和善的用户界面与如同数字表达式一般的自然语言，使人操作起来更加容易学以致用
4) 功能丰厚强大的应用工具箱(如通讯工具箱、信号处理器材箱等) ,为使用者供应了大量的轻便适用的处理工具
2.3MATLAB的优势
编程环境
MATLAB是由一系列的工具组成。这些东西极为方便了使用者在使用MATLAB函数和文件的情况下，其中的很多的东西都是用了图形用户的界面。包括MATLAB桌面与命令的窗口、编辑器、调试器等等给使用者的浏览提供了帮助。伴随着MATLAB软件的在商业方面及其软件的本身不停持续的升级，MATLAB用户的界面更加精细，使得越来越接近了Windows标准的界面，人机的交互功能加强，操作变得简便。而且最新版本的MATLAB还完善了联机查问、帮手系统，极为方便了用户的使用。简便的编程环境供应了十分完善的调试系统，程序不需要经过编辑就可以进行运行，而且可以很快地报告出出现的错误及为出错原因进行了分析。折叠简单易用
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