汽車?yán)碚摿?xí)題Matlab程序

1、武漢理工大學(xué)1.3 確定一輕型貨車的動力性能（貨車可裝用4擋或5擋變速器，任選其中的一種進(jìn)行整車性能計(jì)算）：1）繪制汽車驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖。2）求汽車最高車速，最大爬坡度及克服該坡度時相應(yīng)的附著率。3）繪制汽車行駛加速度倒數(shù)曲線，用圖解積分法求汽車用2檔起步加速行駛至70km/h的車速時間曲線，或者用計(jì)算機(jī)求汽車用2檔起步加速行駛至70km/h的加速時間。輕型貨車的有關(guān)數(shù)據(jù)：汽油發(fā)動機(jī)使用外特性的Tq-n曲線的擬合公式為式中，Tq為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩（Nm）;n為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）。發(fā)動機(jī)的最低轉(zhuǎn)速nmin=600r/min,最高轉(zhuǎn)速nmax=4000r/min。裝載質(zhì)量 2000kg整車整

2、備質(zhì)量 1800kg總質(zhì)量 3880kg車輪半徑 0.367m傳動系機(jī)械效率 t=0.85滾動阻力系數(shù) f=0.013空氣阻力系數(shù)×迎風(fēng)面積 CDA=2.77m2主減速器傳動比 i0=5.83飛輪轉(zhuǎn)動慣量 If=0.218kgm2二前輪轉(zhuǎn)動慣量 Iw1=1.798kgm2四后輪轉(zhuǎn)動慣量 Iw2=3.598kgm2變速器傳動比 ig(數(shù)據(jù)如下表) 檔檔檔檔檔四檔變速器6.093.091.711.00-五檔變速器5.562.7691.6441.000.793軸距 L=3.2m質(zhì)心至前軸距離（滿載） a=1.974m質(zhì)心高（滿載） hg=0.9m解：Matlab程序：(1) 求汽車驅(qū)動力與

3、行駛阻力平衡圖和汽車最高車速程序： n=600:10:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;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

4、*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.2/21.15;Fz=Ff+Fw;plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz);title('

5、;驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖');xlabel('ua(km/s)');ylabel('Ft(N)');gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw');zoom on;x,y=ginput(1);zoom off;disp('汽車最高車速=');disp(x);disp('km/h');汽車最高車速= 99.3006km/

6、h(2)求汽車最大爬坡度程序：n=600:10:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;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;ua1=0.377

7、*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.2/21.15;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G);disp('汽車最大爬坡度=');disp(imax);disp('%');汽車最大爬坡度=35.2197%(3)求最大爬坡度相應(yīng)的附著率和求汽車行駛加速度倒數(shù)曲線程序：clearn=600:10:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).

8、4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;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*

9、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;Fw1=CDA*ua1.2/21.15;Fw2=CDA*ua2.2/21.15;Fw3=CDA*ua3.2/21.15;Fw4=CDA*ua4.2/21.15;Fw5=CDA*ua5.2/21.15;Ff=G*f;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(1)2*i02*nT)/(m*r2);deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(2)2*i02*nT)/(m*r2);deta3=1+(

10、Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(3)2*i02*nT)/(m*r2);deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(4)2*i02*nT)/(m*r2);deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(5)2*i02*nT)/(m*r2);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-F

11、w5)/(deta5*m);ad5=1./a5;plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);axis(0 99 0 10);title('汽車的加速度倒數(shù)曲線');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-F

12、f-Fw1)/G);C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);disp('假設(shè)后輪驅(qū)動，最大爬坡度相應(yīng)的附著率=');disp(C); 假設(shè)后輪驅(qū)動，最大爬坡度相應(yīng)的附著率= 0.4219(4) >>clearnT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=3880;g=9.8;G=m*g; ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*n

13、min./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5 deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*(ig(i)2*i02*nT)/(m*r2);endua=6:0.01:99;N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;Ff=G*f;Fw=CDA*ua.2/21.15;for i=1:N k=i; if ua(i)<=u2(2) n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377; Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/100

14、0)2+40.874*(n/1000)3-3.8445*(n/1000)4; Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r; inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6; elseif ua(i)<=u2(3) n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377; Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)2+40.874*(n/1000)3-3.8445*(n/1000)4; Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r; inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-F

15、f-Fw(i); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6; elseif ua(i)<=u2(4) n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377; Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)2+40.874*(n/1000)3-3.8445*(n/1000)4; 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; else n=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377; Tq=-19.313+295.2

16、7*(n/1000)-165.44*(n/1000)2+40.874*(n/1000)3-3.8445*(n/1000)4; 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; end a=delta(1:k); t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis(0 80 0 100);title('汽車2檔原地起步換擋加速時間曲線');xlabel('時間t（s）');ylabel('速度ua（km/h）');>

17、> ginputans = 25.8223 70.0737 25.7467 70.0737所以汽車2檔原地起步換擋加速行駛至70km/h的加速時間約為25.8s2.7已知貨車裝用汽油發(fā)動機(jī)的負(fù)荷特性與萬有特性。負(fù)荷特性曲線的擬合公式為：其中，b為燃油消耗率g/(kWh)；Pe為發(fā)動機(jī)凈功率（kW）；擬合式中的系數(shù)隨轉(zhuǎn)速n變化。怠速油耗（怠速轉(zhuǎn)速400r/min）。計(jì)算與繪制題1.3中貨車的1）汽車功率平衡圖。2）最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線?；蚶糜?jì)算機(jī)求貨車按JB3352-83規(guī)定的六工況循環(huán)行駛的百公里油耗。計(jì)算中確定燃油消耗值b時，若發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷特性中給定的轉(zhuǎn)速不相等，可

18、由相鄰轉(zhuǎn)速的兩根曲線用插值法求得。解：Matlab程序：(1) 汽車功率平衡圖程序：clear n=600:10:4000;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;m=3880;g=9.8;G=m*g;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;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

19、(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.2/21.15;Pf

20、=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(0 119 0 100);title('汽車功率平衡圖');xlabel('ua(km/h)');ylabel('Pe(kw)');gtext('1'),gtext('2'),gtext('3'),gtext('4'),gtext('5

21、9;),gtext('(Pf+Pw)/et'),gtext('Pe');（2）最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線程序： clear n=600:1:4000;m=3880;g=9.8;G=m*g;ig=5.56 2.769 1.644 1.00 0.793;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=815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804;B00=1326.8 1354.7 1284

22、.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7;B10=-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291;B20=72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113;B30=-5.8629 -2.0553 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215;B40=0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.

23、00035032 0.00028230 -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*(ua4.2)/21.15;Fz5=Ff+CDA*(ua5.2)/21.15;Pe4=Fz4.*ua4./(nT*3.6*1000);Pe5=Fz5.*ua5./(nT*3.6*1000);for i=1

24、:1:3401 b4(i)=B0(i)+B1(i)*Pe4(i)+B2(i)*Pe4(i).2+B3(i)*Pe4(i).3+B4(i)*Pe4(i).4;b5(i)=B0(i)+B1(i)*Pe5(i)+B2(i)*Pe5(i).2+B3(i)*Pe5(i).3+B4(i)*Pe5(i).4;endpg=7.0;Q4=Pe4.*b4./(1.02.*ua4.*pg); Q5=Pe5.*b5./(1.02.*ua5.*pg);plot(ua4,Q4,ua5,Q5);axis(0 100 10 30);title('最高檔與次高檔等速百公里油耗曲線');xlabel('u

25、a(km/h)');ylabel('百公里油耗（L/100km）');gtext('4'),gtext('5'); 3.1改變1.3題中輕型貨車的主減速器傳動比，做出為5.17、5.43、5.83、6.17、6.33時的燃油經(jīng)濟(jì)性加速時間曲線，討論不同值對汽車性能的影響。解：Matlab程序： 主程序： i0=5.17,5.43,5.83,6.17,6.33; %輸入主傳動比的數(shù)據(jù)for i=1:1:5 y(i)=jiasushijian(i0(i); %求加速時間endy;for i=1:1:5 b(i)=youhao(i0(i); %

26、求對應(yīng)i0的六工況百公里油耗endb;plot(b,y,'+r')hold onb1=linspace(b(1),b(5),100); y1=spline(b,y,b1); %三次樣條插值plot(b1,y1); %繪制燃油經(jīng)濟(jì)性-加速時間曲線title('燃油經(jīng)濟(jì)性加速時間曲線');xlabel('百公里油耗(L/100km)');ylabel('加速時間s');gtext('i0=5.17'),gtext('i0=5.43'),gtext('i0=5.83'),gtext(

27、9;i0=6.17'),gtext('i0=6.33');子程序：(1) function y=jiasushijian(i0) %求加速時間的處理函數(shù)n1=linspace(0,5000); %先求各個檔位的驅(qū)動力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=5.83for i=1:1:4 %i為檔數(shù) uamax(i)=chesu(nmax,r,ig(i),i0); %計(jì)算各個檔位的最大速度與最小速度 uamin(i)=ches

28、u(nmin,r,ig(i),i0); ua(i,:)=linspace(uamin(i),uamax(i),100); n(i,:)=zhuansu(ua(i,:),r,ig(i),i0); %計(jì)算各個檔位的轉(zhuǎn)速范圍 Ttq(i,:)=zhuanju(n(i,:); %求出各檔位的轉(zhuǎn)矩范圍 Ft(i,:)=qudongli(Ttq(i,:),ig(i),i0,yita,r); %求出驅(qū)動力 F(i,:)=f*G+CDA*(ua(i,:).2)/21.15; %求出滾動阻力和空氣阻力的和 delta(i,:)=1+(1.798+3.598+0.218*(ig(i)2)*(i02)*yita)/

29、(3880*r2); %求轉(zhuǎn)動質(zhì)量換算系數(shù) a(i,:)=1./(delta(i,:).*3880./(Ft(i,:)-F(i,:); %求出加速度 F2(i,:)=Ft(i,:)-F(i,:);end%下面分各個檔位進(jìn)行積分，求出加速時間 temp1(1,:)=ua(2,:)/3.6; temp1(2,:)=1./a(2,:); n1=1; for j1=1:1:100 if ua(3,j1)>max(ua(2,:)&&ua(3,j1)<=70 temp2(1,n1)=ua(3,j1)/3.6; temp2(2,n1)=1./a(3,j1); n1=n1+1; e

30、nd end n2=1; for j1=1:1:100 if ua(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; end endy=temp1(1,1)*temp1(2,1)+qiuji(temp1(1,:),temp1(2,:)+qiuji(temp2(1,:),temp2(2,:)+qiuji(temp3(1,:),temp3(2,:);end(2) function ua=chesu(n,r,ig,i0); %由轉(zhuǎn)速計(jì)算車速

31、ua=0.377*r.*n/(ig*i0);(3) function n=zhuansu(ua,r,ig,i0); %求轉(zhuǎn)速n=ig*i0.*ua./(0.377*r);end(4) function y=zhuanju(n); %求轉(zhuǎn)矩函數(shù)y=-19.313+295.27.*(n./1000)-165.44.*(n./1000).2+40.874.*(n./1000).3-3.8445.*(n./1000).4;(5) function y=qudongli(Ttq,ig,i0,yita,r); %求驅(qū)動力函數(shù)y=(ig*i0*yita.*Ttq)/r;end(6) function p=q

32、iuji(x0,y0) %求積分函數(shù)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) ;end(7) %求不同i0下的六工況油耗function b=youhao(i0);global f G CDA yita m r If Iw1 Iw2 pg B0 B1 B2 B3 B4 n %聲明全局變量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)

33、*9.8;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;m=3880; %汽車的基本參數(shù)設(shè)定n0=815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804;B00=1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7;B10=-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291;B20=72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113;B30=-5.8629 -2.05

34、53 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215;B40=0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568;n=600:1:4000;B0=spline(n0,B00,n);B1=spline(n0,B10,n);B2=spline(n0,B20,n); %使用三次樣條插值，保證曲線的光滑連續(xù)B3=spline(n0,B30,n);B4=spline(n0,B40,n);ua4=0.377*r.*n./(i

35、0*ig(4); %求出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)對應(yīng)的III、IV檔車速F4=f*G+CDA*(ua4.2)/21.15; %求出滾動阻力和空氣阻力的和P_fw4=F4.*ua4./(yita*3.6*1000); %求出阻力功率for i=1:1:3401 %用擬合公式求出各個燃油消耗率b4(i)=B0(i)+B1(i)*P_fw4(i)+B2(i)*(P_fw4(i)2+B3(i)*(P_fw4(i)3+B4(i)*(P_fw4(i)4;endpg=7.06; %汽油的重度取7.06N/Lua4_m=25,40,50; %勻速階段的車速s_m=50,250,250; %每段勻速走過的距離b4_m=

36、spline(ua4,b4,ua4_m); %插值得出對應(yīng)速度的燃油消耗率F4_m=f*G+CDA*(ua4_m.2)/21.15; %車速對應(yīng)的阻力P_fw4_m=F4_m.*ua4_m./(yita*3.6*1000); %發(fā)動機(jī)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; %求出減速階段的燃油消耗量 Q4all=(sum

37、(Q4_m)+Q4_a1+Q4_a2+Q_i)*100/s; %IV檔六工況百公里燃油消耗量b=Q4all;(8)加速階段處理函數(shù)function q=jiasu(umax,umin,ig,a,ua0,i0);global f G CDA yita m r If Iw1 Iw2 pg B0 B1 B2 B3 B4 n; %i0 ;ua1=umin:1:umax; %把速度范圍以1km/h為間隔進(jìn)行劃分delta=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig2*i02*yita)/(m*r2); P0=(G*f.*ua0./3600+CDA.*ua0.3/76140+(delta*m.*u

38、a0/3600)*a)/yita;P=(G*f.*ua1/3600+CDA.*ua1.3/76140+(delta*m.*ua1/3600)*a)/yita;dt=1/(3.6*a) ; %速度每增加1km/h所需要的時間for i=1:1:3401 %重新利用擬合公式求出b與ua的關(guān)系 b0(i)=B0(i)+B1(i)*P0(i)+B2(i)*(P0(i)2+B3(i)*(P0(i)3+B4(i)*(P0(i)4;endb1=interp1(ua0,b0,ua1); %插值出各個速度節(jié)點(diǎn)的燃油消耗率Qt=P.*b1./(367.1.*pg); %求出各個速度節(jié)點(diǎn)的燃油消耗率i1=size(

39、Qt); i=i1(2);Qt1=Qt(2:i-1);q=(Qt(1)+Qt(i)*dt./2+sum(Qt1)*dt; %求該加速階段的燃油消耗量4.3一中型貨車裝有前后制動器分開的雙管路制動系，其有關(guān)參數(shù)如下：載荷質(zhì)量（kg）質(zhì)心高h(yuǎn)g/m軸距L/m質(zhì)心至前軸距離a/m制動力分配系數(shù)空載40800.8453.9502.1000.38滿載92901.1703.9502.9500.381） 計(jì)算并繪制利用附著系數(shù)曲線和制動效率曲線2） 求行駛車速Ua30km/h，在0.80路面上車輪不抱死的制動距離。計(jì)算時取制動系反應(yīng)時間0.02s，制動減速度上升時間0.02s。3） 求制動系前部管路損壞時汽

40、車的制動距離s，制動系后部管路損壞時汽車的制動距離。解：Matlab程序：(1) 求利用附著系數(shù)曲線和制動效率曲線程序： clear k=4080;hgk=0.845;Lk=3.950;ak=2.10;betak=0.38;bk=Lk-ak;%空載時的參數(shù)mm=9290;hgm=1.170;Lm=3.950;am=2.950;betam=0.38;bm=Lm-am;%滿載時的參數(shù)z=0:0.01:1.0;figure(1);fai=z;fai_fk=betak*z*Lk./(bk+z*hgk);%空載時前軸的ffai_fm=betam*z*Lm./(bm+z*hgm);%滿載時前軸的ffai_

41、rk=(1-betak)*z*Lk./(ak-z*hgk);%空載時后軸的rfai_rm=(1-betam)*z*Lm./(am-z*hgm);%滿載時后軸的rplot(z,fai_fk,'b-',z,fai_fm,'r',z,fai_rk,'b-',z,fai_rm,'r',z,fai,'k');title('利用附著系數(shù)與制動強(qiáng)度的關(guān)系曲線');xlabel('制動強(qiáng)度(z/g)');ylabel('利用附著系數(shù)');gtext('r(空載)'),

42、gtext('r(滿載)'),gtext('=z'),gtext('f(空載)'),gtext('f(滿載)');figure(2);Efk=z./fai_fk*100;%空載時前軸的制動效率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(0 1 0 100);titl

43、e('前.后制動效率曲線');xlabel('附著系數(shù)');ylabel('制動效率%');gtext('Ef'),gtext('Er'),gtext('Er'),gtext('滿載'),gtext('空載');(2) 問和(3)問程序： clearmk=4080;hgk=0.845;Lk=3.950;ak=2.10;betak=0.38;bk=Lk-ak;%空載時的參數(shù)mm=9290;hgm=1.170;Lm=3.950;am=2.950;betam=0.38;bm

44、=Lm-am;%滿載時的參數(shù)z=0:0.01:1;fai_fk=betak*z*Lk./(bk+z*hgk);%空載時前軸的ffai_fm=betam*z*Lm./(bm+z*hgm);%滿載時前軸的ffai_rk=(1-betak)*z*Lk./(ak-z*hgk);%空載時后軸的rfai_rm=(1-betam)*z*Lm./(am-z*hgm);%滿載時后軸的rEfk=z./fai_fk*100;%空載時前軸的制動效率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

45、;g=9.8;ak1=Erk(81)*g*fai/100;am1=Erm(81)*g*fai/100;Sk1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua02/(25.92*ak1);%制動距離Sm1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua02/(25.92*am1);disp('空載時，汽車制動距離Sk1=');disp(Sk1);disp('滿載時，汽車制動距離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=fa

46、i*g*bm/(Lk-fai*hgm);Sk2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua02/(25.92*ak2);%制動距離Sm2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua02/(25.92*am2);Sk3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua02/(25.92*ak3);Sm3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua02/(25.92*am3);disp('空載時，前制動器損壞，汽車制動距離Sk2=');disp(Sk2);disp('滿載時，前制動器損壞，汽車制動距離Sm2=');disp(Sm2);disp('空載時，后制動器損壞，汽車

47、制動距離Sk3=');disp(Sk3);disp('滿載時，后制動器損壞，汽車制動距離Sm3=');disp(Sm3); 空載時，汽車制動距離Sk1= 7.8668滿載時，汽車制動距離Sm1= 5.6354空載時，前制動器損壞，汽車制動距離Sk2= 10.0061滿載時，前制動器損壞，汽車制動距離Sm2= 7.5854空載時，后制動器損壞，汽車制動距離Sk3= 8.0879滿載時，后制動器損壞，汽車制動距離Sm3= 13.59865.11二自由度轎車模型的有關(guān)參數(shù)如下： 總質(zhì)量 m=1818.2kg繞Oz軸轉(zhuǎn)動慣量 軸距 L=3.048m質(zhì)心至前軸距離 a=1.463

48、m質(zhì)心至后軸距離 b=1.585m前輪總側(cè)偏剛度 k1=-62618N/rad后輪總側(cè)偏剛度 k2=-110185N/rad轉(zhuǎn)向系總傳動比 i=20試求：1) 穩(wěn)定性因數(shù)K、特征車速uch。2) 穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線、車速u=22.35m/s時的轉(zhuǎn)向靈敏度。3) 靜態(tài)儲備系數(shù)S.M.，側(cè)向加速度為0.4g時的前、后輪側(cè)偏角絕對值之差與轉(zhuǎn)彎半徑的比值R/R0(R0=15m)。4) 車速u=30.56m/s時，瞬態(tài)響應(yīng)的橫擺角速度波動的固有（圓）頻率、阻尼比、反應(yīng)時間與峰值反應(yīng)時間解：Matlab程序： m=1818.2;Iz=3885;L=3.048;a=1.463;b=1.585;k1=-6

49、2618;k2=-110185;i=20;g=9.8;R0=15;u1=30.56;K=m*(a/k2-b/k1)/L2;Uch=(1/K)(1/2);%特征車速disp('穩(wěn)定性因數(shù)(s2/m2)K=');disp(K);disp('特征車速(m/s)Uch=');disp(Uch);u=0:0.05:30;S=u./(L*(1+K*u.2);%穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益plot(u,S);title('汽車穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線');xlabel('車速u(m/s)');ylabel('穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益');disp

50、('u=22.35m/s時，轉(zhuǎn)向靈敏度為');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/R0;%轉(zhuǎn)彎半徑比disp('靜態(tài)儲備系數(shù)S.M.=');disp(SM);disp('側(cè)向加速度為0.4g時前、后輪側(cè)偏角絕對值之差(rad) a1-a2=');disp(A);disp('側(cè)向加速度為0.4g時轉(zhuǎn)彎半徑比值R/R0=');disp(C);W0=L/u1*(k1*k2/(m*Iz)*(1+K*u12)(1/2);%固有（圓）頻率D=

51、(-m*(k1*a2+k2*b2)-Iz*(k1+k2)/(2*L*(m*Iz*k1*k2*(1+K*u12)(1/2);%阻尼比t=atan(1-D2)(1/2)/(-m*u1*a*W0/(L*k2)-D)/(W0*(1-D2)(1/2);%反應(yīng)時間E=atan(1-D2)(1/2)/D)/(W0*(1-D2)(1/2)+t;%峰值反應(yīng)時間disp('車速u=30.56m/s時的瞬態(tài)響應(yīng)參數(shù)分別為：');disp('橫擺角速度波動的固有(圓)頻率(rad)為 ');disp(W0);disp('阻尼比為');disp(D);disp('

52、反應(yīng)時間(s)為');disp(t);disp('峰值反應(yīng)時間(s)為');disp(E);穩(wěn)定性因數(shù)(s2/m2)K=0.0024特征車速(m/s)Uch=20.6053u=22.35m/s時，轉(zhuǎn)向靈敏度為3.3690靜態(tài)儲備系數(shù)S.M.=0.1576側(cè)向加速度為0.4g時前、后輪側(cè)偏角絕對值之差(rad) a1-a2=0.0281側(cè)向加速度為0.4g時轉(zhuǎn)彎半徑比值R/R0=1.1608車速u=30.56m/s時的瞬態(tài)響應(yīng)參數(shù)分別為：橫擺角速度波動的固有(圓)頻率(rad)為5.5758阻尼比為0.5892反應(yīng)時間(s)為0.1811峰值反應(yīng)時間(s)為0.38996

53、.5車身-車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)參數(shù)：。 “人體-座椅”系統(tǒng)參數(shù)：。車速，路面不平度系數(shù)，參考空間頻率n0=0.1m-1。 計(jì)算時頻率步長，計(jì)算頻率點(diǎn)數(shù)。1) 計(jì)算并畫出幅頻特性、和均方根值譜、譜圖。進(jìn)一步計(jì)算值2) 改變“人體-座椅”系統(tǒng)參數(shù)：。分析值隨的變化。3) 分別改變車身-車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)參數(shù)：，。繪制三個響應(yīng)量均方根值隨以上四個系統(tǒng)參數(shù)變化的曲線。 解：Matlab程序(1)問yps=0.25;%阻尼比gama=9;%剛度比mu=10;%質(zhì)量比fs=3;ypss=0.25;g=9.8;a0=10(-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.2).*(1+gama-1/mu*lamta.2)-1).2+4*yps2*lamta.2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.2).2;z1_q=gama*sqrt(1-lamta.2).2+4*yps2*lamta.