一、汽车的基本参数
| 汽车总质量m/kg | 滾动阻力系数 f f f | 空气阻力系数 C D C_D CD | 迎风正面面积A/ m 2 m^2 m2 | 滚动半径r/ m m m | 旋转质量换算系数 δ δ δ | 传动效率 η t η_t ηt | 主减速器传动比 i 0 i_0 i0 | 变速器各挡传动比 i g i_g ig |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 936 | 0.012 | 0.3 | 1.75 | 0.272 | 1.03+0.04* i g i_g ig | 0.9 | 4.388 | [3.416,1.894,1.280,1.000,0.757] |
最低转速：800 r/min；最高转速：6800r/min。
1.计算转矩
Ttq=(2.714e-10)*n^3-(4.255e-06)*n^2+0.01756*n+65.07
2.计算速度
u=0.377*r*n/ig/i0
3.计算驱动力
Ft=Ttq*ig*i0*nt/r
二、Simulink动力性数学模型
1.计算行驶阻力
Fx=m*g*f+CD*A*ua^2/21.25
2.计算加速度
a=(Ft-Fx)/dt/m
3.计算爬坡度
i=asin((Ft-Fx)/m/g)
4.Simulink动力性数学模型
5.利用Simulink动力性数学模型绘制驱动力-行驶阻力平衡图
首先设置一下,将单一仿真输出取消勾选
其次点击’运行’
注：以上操作不再重复赘述
最后在命令行窗口输入下面的MATLAB代码
plot(u,Ft,u,Fx);
text(35,4100,'Ft1');
text(55,2400,'Ft2');
text(100,1600,'Ft3');
text(135,1250,'Ft4');
text(200,950,'Ft5');
text(175,1200,'Ft+Fw');
xlabel('车速/（km/h）');
ylabel('汽车驱动力/N,行驶阻力/N');
运行结果如下：
6.利用Simulink动力性数学模型绘制各档加速度曲线图
在命令行窗口输入下面的MATLAB代码
plot(u,a);
text(35,3.7,'一档');
text(55,2.2,'二档');
text(85,1.4,'三档');
text(130,0.8,'四档');
text(165,0.3,'五档');
xlabel('车速/（km/h）');
ylabel('加速度/(m/s^2)');
运行结果如下：
7.利用Simulink动力性数学模型绘制各档爬坡度曲线图
在命令行窗口输入下面的MATLAB代码
plot(u,i);
text(35,0.45,'一档');
text(55,0.25,'二档');
text(90,0.16,'三档');
text(130,0.09,'四档');
text(165,0.03,'五档');
ylim([0 0.5]);
xlabel('车速/（km/h）');
ylabel('爬坡度');
运行结果如下：
三、Simulink动力特性数学模型
1.计算空气阻力
2.计算动力因数
D=(Ft-Fw)/m/g
2.计算滚动阻力系数
c=1.2;%良好沥青路面
f0=0.008;%范围：0.0072～0.0120以上
f1=0.00025;%范围：0.00025～0.00280
f4=0.002;%范围：0.00065～0.002以上
f=c*(f0+f1*(ua/100)+f4*(ua/100).^4);%良好道路上轿车轮胎的滚动阻力系数
3.计算加速度和爬坡度
加速度：
a=g/dt*(D-f)
爬坡度：
i=D-f
4.Simulink动力特性数学模型
5.利用Simulink动力特性数学模型绘制动力特性图
首先设置一下,将单一仿真输出取消勾选
其次点击’运行’
注：以上操作不再重复赘述
最后在命令行窗口输入下面的MATLAB代码
plot(u,D,u,f);
text(35,0.45,'一档');
text(68,0.25,'二档');
text(104,0.15,'三档');
text(144,0.09,'四档');
text(180,0.02,'五档');
text(60,0.03,'f');
ylim([0 0.5]);
xlabel('速度/（km/h）');
ylabel('动力因数');
>>
运行结果如下：
6.利用Simulink动力特性数学模型绘制各档加速度曲线图
在命令行窗口输入下面的MATLAB代码
plot(u,a);
text(40,3.5,'一档');
text(70,2,'二档');
text(108,1.2,'三档');
text(140,0.6,'四档');
text(160,0.15,'五档');
ylim([0 4]);
xlabel('速度/（km/h）');
ylabel('加速度/（m/s^2）');
运行结果如下：
7.利用Simulink动力特性数学模型绘制各档爬坡度曲线图
在命令行窗口输入下面的MATLAB代码
plot(u,i);
text(38,0.42,'一档');
text(70,0.23,'二档');
text(106,0.14,'三档');
text(136,0.08,'四档');
text(165,0.03,'五档');
ylim([0 0.5]);
xlabel('速度/（km/h）');
ylabel('爬坡度');
运行结果如下：
四、Simulink功率平衡数学模型
1.计算驱动力功率
Px=Ttq*ig*i0*nt/r*u/3600
2.计算行驶阻力功率
Px=(m*g*f+CD*A*ua^2/21.25)*u/nt/3600
3.计算加速度
a=(Pt-Px/nt)*3600/m/dt/u
4.计算爬坡度
i=(Pt-Px/nt)*3600/m/g/u
5.Simulink功率平衡数学模型
6.利用Simulink功率平衡数学模型绘制功率平衡图
首先设置一下,将单一仿真输出取消勾选
其次点击’运行’
注：以上操作不再重复赘述
最后在命令行窗口输入下面的MATLAB代码
plot(u,Pt,u,Px);
text(20,42,'一档');
text(50,42,'二档');
text(80,42,'三档');
text(110,42,'四档');
text(185,42,'五档');
text(120,15,'(Pf+Pw)/ηt');
ylim([0 60]);
xlabel('速度/（km/h）');
ylabel('功率/(kw)');
运行结果如下：
7.利用Simulink功率平衡数学模型绘制各档加速度曲线图
在命令行窗口输入下面的MATLAB代码
plot(u,a);
text(40,3.5,'一档');
text(72,1.9,'二档');
text(113,1,'三档');
text(140,0.5,'四档');
text(146,0.1,'五档');
xlim([0 170]);
ylim([0 4]);
xlabel('速度/（km/h）');
ylabel('加速度/(m/s^2)');
运行结果如下：
8.利用Simulink功率平衡数学模型绘制各档爬坡度曲线图
在命令行窗口输入下面的MATLAB代码
plot(u,i);
text(40,0.42,'一档');
text(72,0.22,'二档');
text(100,0.13,'三档');
text(128,0.07,'四档');
text(145,0.015,'五档');
xlim([0 170]);
ylim([0 0.5]);
xlabel('速度/（km/h）');
ylabel('爬坡度');
运行结果如下：
五、总结
通过Simulink仿真进行建模分析，我们可以了解到汽车理论动力性的底层数学逻辑，加深我们对汽车理论动力性知识的学习，提高我们的逻辑推理能力，对我们今后的学习和工作都有一定的帮助。