实验⼀汽车动⼒性仿真计算
实验⽬的
1.掌握汽车动⼒性评价指标和评价⽅法
2.学会使⽤matlab 对汽车动⼒性指标进⾏计算实验内容
1.学习汽车动⼒性理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车动⼒性图形实验设备
硬件环境：汽车虚拟仿真实验室软件环境：matlab2016a 及以上版本实验步骤
1.学习汽车动⼒性理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车动⼒性图形实验报告
1. 运⽤matlab 解决《汽车理论》第⼀章习题1.3
1）绘制汽车驱动⼒与⾏驶阻⼒平衡图汽车驱动⼒Ft=
r
i i T t
o g tq η
⾏驶阻⼒F f +F w ＋F i +F j ＝G ?f +
2D 21.12
A C a u +G ?i+dt du
m δ
发动机转速与汽车⾏驶速度之间的关系式为：0
g i n
r 0.377
ua i ?= 由本题的已知条件，即可求得汽车驱动⼒和⾏驶阻⼒与车速的关系，编程即可得到汽车驱动⼒与⾏驶阻⼒平衡图。
2）求汽车最⾼车速，最⼤爬坡度及克服该坡度时相应的附着率①由1）得驱动⼒与⾏驶阻⼒平衡图，汽车的最⾼车速出现在5档时汽车的驱动⼒曲线与⾏驶阻⼒曲线的交点处，Ua max ＝99.08m/s 2。
②汽车的爬坡能⼒，指汽车在良好路⾯上克服w f F F +后的余⼒全部⽤来（等速）克服坡度阻⼒时能爬上的坡度，
此时
0=dt du
，因此有()
w f t i F F F F +-=，可得到汽车爬坡度与车速的关系式：(
)
+-=G F F F i w f t arcsin tan ；
⽽汽
车最⼤爬坡度为Ⅰ档时的最⼤爬坡度。利⽤MATLAB 计算可得，352.0max =i 。
③如是前轮驱动，1?C ＝
q
b hg q L L -；相应的附着率1?C 为1.20，不合理，舍去。
如是后轮驱动，2?C ＝q
a hg q L L
+；相应的附着率2?C 为0.50。
3）绘制汽车⾏驶加速度倒数曲线，求加速时间
利⽤MATLAB 画出汽车的⾏驶加速度图和汽车的加速度倒数曲线图：
忽略原地起步时的离合器打滑过程，假设在初时刻时，汽车已具有Ⅱ档的最低车速。由于各档加速度曲线不相交（如图三所⽰），即各低档位加速⾏驶⾄发动机转速达到最到转速时换⼊⾼档位；并且忽略换档过程所经历的时间。结果⽤MATLAB 画出汽车加速时间曲线如图五所⽰。如图所⽰，汽车⽤Ⅱ档起步加速⾏驶⾄70km/h 的加速时间约为26.0s 。
max i
实验⼀汽车制动性能仿真计算
实验⽬的
1.掌握汽车制动性能评价指标和评价⽅法
2.学会使⽤matlab 对汽车制动性能指标进⾏计算实验内容
1.学习汽车制动性能理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车制动性能图形实验设备
硬件环境：汽车虚拟仿真实验室软件环境：matlab2016a 及以上版本实验步骤
1.学习汽车制动性能理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车制动性能图形实验报告
1.运⽤matlab 解决《汽车理论》第四章习题4.3
1）前轴的利⽤附着系数公式为：()g zh b L
z
+=
1
后轴的利⽤附着系数公式为：()g zh a L
z
--=
1
)1(r β?
该货车的利⽤附着系数曲线图如下所⽰（相应的MATLAB 程序见附录）
制动效率为车轮不抱死的最⼤制动减速度与车轮和地⾯间摩擦因数的⽐值，即前轴的制动效率为L h L b z
E g f f
f //?β?-=
=
，后轴的制动效率为L
h L
a z E g r r r /)1(/?β?+-=
=
，
画出前后轴的制动效率曲线如下图所⽰：
2)由制动距离公式max 2
002292.2526.31b a a a u u s +
??''+'=ττ，已知"
+'222
1ττ=0.03s,0a u =30km/h,φ=0.80，需求出max b a 。利⽤制动效率曲线，从图中读出：φ=0.80的路⾯上，空载时后轴制动效率约等于0.68，满载时后轴制动效率为0.87。 max b a =制动效率*φ*g
所以车轮不抱死的制动距离(采⽤简化公式计算)：
空载时8.98.067.092.25303003.06.312
+??=s =6.86m 满载时8
.98.087.092.25303003.06.312
+??=s =5.33m 。 3）求制动系前部管路损坏时汽车的制动距离s ，制动系后部管路损坏时汽车的制动距
离's 。
①制动系前部管路损坏时
则在后轮将要抱死的时候，2()Xb z g G
F F a zh Gz L
==-= 得：g
a z L h ?
+，max b a zg =
空载时，max b a ＝3.562
/m s ，满载时max b a ＝4.732
/m s 。
制动距离：20
220max
''1(')3.6225.92a a b u s u a ττ=++
解得空载时s=10.1m，空载时s=7.63m 。
②制动系后部管路损坏时则在前轮将要抱死时，
得：g
b z L h ?
=
-，max b a zg =
空载时，max b a ＝2.602汽车评价
/m s ，满载时max b a ＝4.432
/m s 。
制动距离：20
220max
''1(')3.6225.92a a b u s u a ττ=++
解得空载时s=13.6m，空载时s=8.02m 。
实验⼀汽车操纵稳定性仿真计算
实验⽬的
1.掌握汽车操纵稳定性评价指标和评价⽅法
2.学会使⽤matlab 对汽车操纵稳定性指标进⾏计算实验内容
1.学习汽车操纵稳定性理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车操纵稳定性图形实验设备
硬件环境：汽车虚拟仿真实验室软件环境：matlab2016a 及以上版本实验步骤
1.学习汽车操纵稳定性理论
2.编写计算程序
3.绘制汽车操纵稳定性图形实验报告
1.运⽤matlab 解决《汽车理论》第五章习题5.11
1）稳定性因数
2
22122/0024.062618585.1110185463.1048.32.1818m s k b k a L m K =?? ---= -=
特征车速74.18km/h /20.6m /1===s K u ch 2）稳态横摆⾓速度增益曲线
a s
r u -
δω如下图所⽰：
车速u=22.35m/s 时的转向灵敏度
3.3690=sw
r
δω/20=0.168
3）态储备系数1576.0L -S.M.212=-+='=
L
a
k k k a a ， g a y 4.0=时前、后轮侧偏⾓绝对值之差
6.10281.0048.34.00024.021==??=?=-rad g L a K y αα ()
16.1/,4113.17,,0210==--==
=
R R L
R R L L R ααδδδ
4）速u=30.56m/s 时，瞬态响应的横摆⾓速度波动的固有（圆）频率()
Hz f s rad Ku mI k k u
L Z
8874.0,/5.581022
10==+=
ω，阻尼⽐(
)
()()
5892.0122
2
1212212=++-+-=
Ku k k mI L k k I k b k a m Z
Z ζ，
反应时间s Lk mua 1811.011arctan 2
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