基于MATLAB的汽车动力性模拟仿真方法

[精品]基于MATLAB的汽车动力性和燃油经济性仿真1. 简介汽车动力性和燃油经济性是评价一辆汽车性能的两个重要指标。

基于MATLAB的仿真可以帮助工程师和研究人员更好地理解汽车的动力性能和燃油经济性，从而优化设计和改进汽车技术。

本文将介绍基于MATLAB的汽车动力性和燃油经济性仿真的方法和技术。

2. 动力性仿真汽车的动力性指的是汽车加速性能、最高速度、扭矩特性等。

基于MATLAB的动力性仿真可以通过建立数学模型来预测和评估汽车的动力性能。

以下是一个基本的汽车动力性仿真流程：- 建立车辆动力学模型：可以使用MATLAB的Simulink工具箱，将汽车的运动学、动力学和能量转换等方程建立为一个系统模型。

- 定义输入信号：输入信号可以包括驾驶员的驾驶指令、动力系统的输入等。

例如，加速踏板的输入信号可以用一个阶跃函数模拟。

- 仿真和分析：运行仿真模型，获取汽车的速度、加速度、油耗等数据。

通过对仿真结果的分析，可以评估汽车的动力性能，比较不同设计和控制策略的效果。

3. 燃油经济性仿真燃油经济性是指车辆在单位里程下消耗的燃油量，通常以百公里行驶的油耗来表示。

基于MATLAB的燃油经济性仿真可以通过模拟车辆的行驶过程和能量转换来评估汽车的油耗。

以下是一个基本的燃油经济性仿真流程：- 建立车辆行驶模型：可以使用MATLAB的Simulink工具箱，将车辆的行驶阻力、发动机效率、行驶工况等建立为一个系统模型。

- 设置行驶循环：选择合适的行驶循环来模拟不同的驾驶工况，如城市驾驶、高速驾驶等。

- 仿真和分析：运行仿真模型，获取车辆的行驶速度、驱动力、油耗等数据。

通过对仿真结果的分析，可以评估汽车的燃油经济性，比较不同设计和控制策略的效果。

4. 结论基于MATLAB的汽车动力性和燃油经济性仿真可以为汽车工程师和研究人员提供一个快速、准确和可靠的评估工具。

通过仿真分析，可以优化汽车的设计和控制策略，提高汽车的性能和燃油经济性。

2009 届海南大学机电工程学院汽车工程系汽车理论课程设计题目：汽车动力性的仿真学院：机电工程学院专业：09级交通运输姓名：黄生锐学号：20090504指导教师：编号名称件数页数编号名称件数页数1 课程设计论文 1 3Matlab编程源程序 12 设计任务书 12012年6月20日成绩汽车理论课程设计任务书姓名黄生锐学号20090504 专业09交通运输课程设计题目汽车动力性的仿真内容摘要：本设计的任务是对一台Passat 1.8T手动标准型汽车的动力性能进行仿真。

采用MATLAB编程仿真其性能，其优点是：一是能过降低实际成本，提高效率；二是获得较好的参数模拟，对汽车动力性能提供理论依据。

主要任务：根据该车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数，结合自己选择的适合于该车的发动机型号求出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。

并结合整车的基本参数，选择适当的主减速比。

依据GB、所求参数，结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出变速器参数，进行设计。

论证设计的合理性。

设计要求：1、动力性分析：1)绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图；2)求汽车的最高车速、最大爬坡度；3)用图解法或编程绘制汽车动力特性曲线4)汽车加速时间曲线。

2、燃油经济性分析：1) 汽车功率平衡图；完成内容：1．Matlab编程汽车驱动力与行驶阻力平衡图2．编程绘制汽车动力特性曲线图3．编程汽车加速时间曲线图4．课程设计论文1份汽车动力性仿真摘要本文是对Passat 1.8T 手动标准型汽车的动力性能采用matlab 编制程序，对汽车动力性进行计算。

从而对汽车各个参数做出准确的仿真研究，为研究汽车动力性提供理论依据，本文主要进行的汽车动力性仿真有：最高车速、加速时间和最大爬坡度。

及相关汽车燃油性经济。

关键词：汽车；动力性；试验仿真；matlab1. Passat 1.8T 手动标准型汽车参数功率Pe （kw ）转速n （r/min ）15 1000 36 1750 50 2200 66 2850 80 3300 90 4000 110 5100 1055500各档传动比主减速器传动比第1档 3.665 4.778第2档 1.999 第3档 1.407 第4档 1 第5档 0.472 车轮半径0.316（m ）传动机械效率0.91 假设在良好沥青或水泥路面上行驶，滚动阻力系数 0.014 整车质量1522kgC D A2.4m22. 最高车速汽车的最高车速是指汽车标准满载状态，在水平良好的路面(混凝土或沥青路面)上所能达到的最高行驶速度。

汽车动力性matlab仿真源程序clcn=[1500:500:5500];%转速范围T=[78.59 83.04 85.01 86.63 87.09 85.87 84.67 82.50 80.54];%对应各转矩dt=polyfit(n,T,3);%对发动机输出转矩特性进行多项式拟合，阶数取4n1=1000:100:5500;%t=polyval(dt,n1);figure(1)title('发动机外特性')plot(n1,t,n,T,'o'),grid on%图示发动机输出转矩特性%汽车驱动力计算G=input('整车重力/N，G=');%输入970*9.8ig=[3.416 1.894 1.28 0.914 0.757];%变速器速比k=1:5;%5个前进档r=0.272;i0=4.388;eta=0.9;ngk=[800 800 800 800 800];ngm=[5500 5500 5500 5500 5500];ugk=0.377.*r.*ngk(k)./(ig(k).*i0);%计算每一档发动机800rpm 时的最低行驶速度ugm=0.377.*r.*ngm(k)./(ig(k).*i0);%计算每一档发动机5400rpm最高行驶速度for k=1:5%依次计算5个档的驱动力u=ugk(k):ugm(k);n=ig(k)*i0.*u./r/0.377;t=54.8179+2.2441.*(n./100)-4.8003.*(n./1000).^2+2.815e-10.*n.^3Ft=t.*ig(k).*i0*eta/r;figure(2)plot(u,Ft)hold on,grid on %保证K的每次循环的图形都保留显示end%行驶阻力计算f0=0.009;f1=0.002;f4=0.0003;%三者都是轿车滚动阻力系数% disp'空气阻力系数Cd=0.3--0.41,迎风面积A=1.7--2.1'Cd=input('空气阻力系数Cd=');%输入0.3A=input('迎风面积/m2,A=');%输入2.3u=0:10:180;f=f0+f1.*(u./100)+f4.*(u./100).^4;Ff=G*f;%计算滚动阻力Fw=Cd*A.*u.^2./21.15;%计算空气阻力F=Ff+Fw;%滚动阻力、空气阻力之和title('驱动力-阻力图（五档速比为3.416 1.894 1.28 0.914 0.757）')plot(u,F,'mo-');grid on%图解法求最高车速for u=50:180;k=5;n=ig(k)*i0.*u./r/0.377;t=54.8179+2.2441.*(n./100)-4.8003.*(n./1000).^2+2.815e-10.*n.^3;Ft=t.*ig(k).*i0*eta/r;f=f0+f1.*(u./100)+f4.*(u./100).^4;Ff=G*f;Fw=Cd*A.*u.^2./21.15;F=Ff+Fw;if abs(Ft-F)<1;umax=u;breakendenddisp('== == =汽车动力性能仿真计算结果== == =')disp('驱动力-行驶阻力平衡图及最高车速')fprintf('汽车理论最高车速（驱动力与行驶阻力曲线交点）Vmax=%3.3f km/h\n',umax)（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。

基于MATLAB的车辆动力性和制动性仿真分析发布时间：2022-06-22T02:20:51.317Z 来源：《科学与技术》2022年2月4期（下）作者：邹彦冉张竹林* 蒋德飞阮帅房冠霖曹士杰[导读] 动力性和制动性是评价车辆性能的关键指标，在对关键部件进行定参数、零部件选型、匹配优化时需要进行大量计算邹彦冉张竹林* 蒋德飞阮帅房冠霖曹士杰山东交通学院汽车工程学院，山东济南 250357摘要：动力性和制动性是评价车辆性能的关键指标，在对关键部件进行定参数、零部件选型、匹配优化时需要进行大量计算，现在企业多采用EXCEL进行计算，导致效率低下、直观性不强。

本文基于MATLAB软件的App Designer模块，开发了车辆动力性和制动性仿真分析软件，具有良好的人机界面和曲线输出功能，并以某型号汽车的实际参数进行了动力性和制动性仿真验证，证明了软件仿真分析的可行性，能够为汽车设计提供良好的支撑，提高设计效率。

关键词：汽车；MATLAB；仿真分析；App Designer 中图分类号：U462.3 文献标志码：A 0 引言近年来国内外汽车行业发展迅猛，截至2021年7月，全国家用车保有量达3.84亿辆。

我国正由汽车制造大国往汽车制造强国过渡，汽车的正向研发技术越来越受到各汽车设计单位的重视。

车辆的动力性和制动性是评价车辆性能的关键指标之一[1]，其性能的好坏影响到车辆的品质和市场。

如今国内外对App Designer在各领域的应用进行了研究[2]，韦超毅[3]等采用App Designer对汽车的爬坡能力进行建模与仿真，开发设计了一款软件，测试了试验车的爬坡性能；张晓荣[4]等针对调节阀工作流量特性的畸变问题，设计了工作流量校正算法，并采用App Designer 开发了操作简单、功能完整的操作界面；李晶[5]等基于MATLAB对实际汽车进行动力性仿真，假设节气门开度处于最大情况下，通过仿真分析绘制出该工况下车辆动力性曲线并分析结合实际实验测量数据，验证了该仿真系统的准确性；陈利娜[6]使用MATLAB对汽车制动性能分析，获得了车辆制动力分配曲线，为汽车制动性仿真分析提供了准确的操作方法与可视化数据。

第16卷 第3期2008年9月山东交通学院学报J OURNAL OF SHANDONG JI AOTONG UNI VERS I TY Vo.l 16No .3Sep.2008收稿日期:2008-08-08作者简介:张竹林(1979 ),男,山东青岛人,山东交通学院讲师,工学硕士,主要研究方向为计算机仿真和汽车多体动力学.基于MATLAB 和VC++的汽车动力性仿真张竹林,吴芷红(山东交通学院汽车工程系,山东济南 250023)摘要:介绍了M ATLA B 在汽车动力性仿真中的应用,以及开发仿真程序的方法。

首先建立汽车的动力学模型,然后用V C ++开发人机界面和利用数据库对数据进行管理,再利用MATLAB 的强大数学计算功能和绘图功能进行仿真运算输出。

结果表明,该方法具有处理数据速度快、精度高等优点,为汽车动力性仿真提供了一种切实可行的方法。

关 键 词:动力性;M ATLAB ;V C ++;仿真中图分类号:U 461.2 文献标识码:A 文章编号::1672-0032(2008)03-0015-03MATLAB 是美国M ath W orks 公司开发的功能强大的科学计算软件,是当今国际上最具有影响力和活力的软件,能方便地处理矩阵变换运算、多项式运算、图形绘制、微积分运算以及微分方程求解等,编程简洁,在各行各业得到了广泛的应用。

将MATLAB 应用于汽车动力性仿真,能够提高产品开发速度和验证传动系统匹配优化效果。

但MATLAB 解释性语言执行效率低,不便于良好的人机交互界面开发,不利于商业开发。

利用MATLAB 强大的计算功能和绘图功能,利用VC ++开发友好界面,编制汽车动力性仿真程序,本程序可以和发动机台架试验台进行通讯,自动读取试验数据,然后根据传动系统参数进行整车动力性仿真,可以对新车的动力性进行评价,为产品的开发提供一个方便实用的工具。

1 动力性数学模型在进行动力性估算时,一般沿用稳定工况时发动机台架试验所得到的外特性中的功率与转矩曲线。

基于MATLAB的汽车运动控制系统设计仿真汽车运动控制系统是指通过电子控制单元（ECU）对汽车进行控制和管理的系统。

在汽车行驶过程中，运动控制系统可以通过调整引擎、悬挂、制动和转向等部件的工作状态，来实现对汽车行驶性能和稳定性的控制。

本文将基于MATLAB对汽车运动控制系统进行设计和仿真。

首先，需要建立汽车的动力学模型。

汽车的动力学模型包括车辆的运动学和动力学两个方面。

运动学模型描述了车辆的位置、速度和加速度之间的关系；动力学模型描述了车辆受到的作用力与车辆运动状态之间的关系。

在MATLAB中可以使用车辆动力学工具箱（Vehicle Dynamics Blockset）来建立汽车的动力学模型。

其次，需要设计车辆控制器。

车辆控制器负责根据车辆的状态和控制要求生成控制指令，并将其发送给相应的执行器。

控制器可以采用基于硬件的控制器，也可以采用基于软件的控制器。

在MATLAB中可以使用Simulink进行控制系统的建模和设计。

接下来，需要设计和实现车辆运动控制算法。

车辆运动控制算法可以包括速度控制、转向控制、制动控制等。

在MATLAB中可以使用控制系统工具箱（Control System Toolbox）和优化工具箱（Optimization Toolbox）来设计和实现车辆运动控制算法。

最后，需要对车辆运动控制系统进行仿真和验证。

在MATLAB中可以使用Simulink和Simscape进行车辆运动控制系统的仿真。

通过仿真可以评估和验证车辆控制系统的性能和稳定性，并进行必要的调整和优化。

综上所述，基于MATLAB的汽车运动控制系统设计仿真包括建立汽车动力学模型、设计车辆控制器、实现运动控制算法以及进行仿真和验证等步骤。

通过仿真和验证可以评估和优化车辆运动控制系统的性能和稳定性，为实际应用提供参考和指导。

基于MatlabSimulink的电动汽车仿真模型设计与应用一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，受到了越来越多的关注和推广。

在电动汽车的研发过程中，仿真模型的建立与应用发挥着至关重要的作用。

本文旨在探讨基于Matlab/Simulink的电动汽车仿真模型设计与应用，旨在为电动汽车的设计、优化和控制提供理论支持和实践指导。

本文将对电动汽车仿真模型的重要性进行阐述，指出其在电动汽车研发过程中的地位和作用。

接着，将详细介绍Matlab/Simulink在电动汽车仿真模型设计中的应用，包括其强大的建模功能、灵活的仿真能力以及高效的算法处理能力等。

在此基础上，本文将重点讨论电动汽车仿真模型的设计方法。

包括电动汽车动力系统的建模、控制系统的建模以及整车模型的集成等。

将结合具体案例，对电动汽车仿真模型在实际应用中的效果进行展示和分析，以验证其有效性和可靠性。

本文还将对电动汽车仿真模型的发展趋势进行展望，探讨其在未来电动汽车研发中的潜在应用前景。

通过本文的研究，希望能够为电动汽车仿真模型的设计与应用提供有益的参考和启示，推动电动汽车技术的不断发展和进步。

二、电动汽车仿真模型设计基础电动汽车（EV）仿真模型的设计是一个涉及多个学科领域的复杂过程，其中包括电力电子、控制理论、车辆动力学以及计算机建模等。

在Matlab/Simulink环境中，电动汽车仿真模型的设计基础主要包括对车辆各子系统的理解和建模，以及如何利用Simulink提供的各种模块和工具箱进行模型的构建和仿真。

电动汽车的主要子系统包括电池管理系统（BMS）、电机控制系统（MCS）、车辆控制系统（VCS）以及车辆动力学模型。

这些子系统都需要根据实际的电动汽车设计和性能参数进行精确的建模。

电池管理系统（BMS）建模：电池是电动汽车的能源来源，因此，BMS建模对于电动汽车的整体性能至关重要。

BMS模型需要包括电池的荷电状态（SOC）估计、电池健康状况（SOH）监测、电池热管理以及电池能量管理等功能。

基于MATLAB的汽车动力性仿真实验【摘要】文章从车辆动力学的角度建立了汽车动力性数学模型，用MATLAB编程，对某轻型货车的动力性能参数进行计算并仿真出其驱动力-行驶阻力平衡图、行驶加速度及加速度倒数曲线图，计算出该轻型货车的最高车速及II档起步加速到70km/h所需的时间，为研究该型载货汽车的动力性能提供了很好的依据。

【关键词】MATLAB；轻型货车；动力性能；仿真一、前言汽车动力性是评价汽车性能的重要指标，通常用汽车的最高车速、加速时间和最大爬坡度来评定。

绘出汽车驱动力-行驶阻力平衡图和汽车加速度曲线图是求出最高车速、加速时间和最大爬坡度的前提，本文通过MATLAB仿真求出实验用轻型货车的动力性指标，使其参数指标优化轻型货车的动力性匹配实验。

二、实验用轻载货汽车本实验用使用的汽车是福田轻型厢式货车。

其主要的技术参数见表1。

变速器传动比数据见表2。

三、建立汽车动力性数学模型1.发动机的外特性利用FZD发动机综合实验台测出该型厢式货车汽车的外特性的功率与转矩曲线，利用多项式拟合求出发动机的转矩多项式，（1）式中，为发动机转矩（）；为发动机转速（r/min）；系数可由曲线拟合中的最小二乘法来确定；k取4。

求得：发动机最低转速=600r/min，最高转速=4000r/min2.汽车行驶方程的建立及计算模型汽车行驶时的一般方程式为：式中：分别是驱动力、滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力；为发动机转矩；分别为变速器传动比、主减速器传动比；为传动系机械效率；为滚动阻力系数；为空气阻力系数；A为迎风面积；为车速；为道路坡度；为汽车旋转质量换算系数；分别为汽车质量、行驶加速度。

不考虑坡度阻力和加速阻力时，方程（2）变为：（3）可得最高车速：（4）不考虑坡度阻力由汽车行驶方程可得加速时间：（5）由动力学可知：（6）汽车等速行驶时得到最大坡度：四、仿真过程1.汽车汽车驱动力-行驶阻力平衡图仿真编写程序在MATLAB中做出汽车驱动力-行驶阻力平衡图，图1。