基于MATLAB的汽车制动系统设计与分析软件开发_孙益民

基于Matlab的汽车制动力分配比优化设计汽车制动力分配比优化设计是汽车行业中极其重要的一项研究工作，它直接影响到车辆的行驶安全和驾驶体验。

Matlab是一款广泛应用于工程领域的数学软件，它能够提供完善的数学、统计和优化分析工具，适用于复杂的汽车制动力分析与设计。

在汽车制动力分配比优化设计中，Matlab可提供的工具有很多，如仿真分析、优化算法、流体动力学计算等。

通过Matlab的仿真分析工具，可以对不同制动力分配比方案进行建模仿真，从而评估其性能指标，如制动距离、制动力分布均匀度、制动力响应时间等。

同时，Matlab还可以利用一系列的优化算法，如遗传算法、模拟退火算法等，对不同方案的优化效果进行评估和比较。

此外，利用Matlab的流体动力学计算工具，可以对空气动力学参数进行优化计算，从而提升汽车制动性能。

汽车制动力分配比优化设计中还需要考虑到车辆悬挂系统、轮胎摩擦力等因素的影响。

Matlab可以提供车辆动力学模型的建立和模拟分析，从而实现多因素的优化设计。

此外，利用Matlab的机器学习工具，可以对大量的制动力数据进行处理和分析，从而提升汽车制动力分配比的优化预测精度。

通过不断地优化设计和仿真分析，可以使汽车的制动性能得到不断提升。

综上所述，Matlab是一款广泛应用于汽车制动力分配比优化设计中的数学软件，它可以提供完善的分析和优化工具，帮助工程师评估不同方案的性能和效果，从而优化汽车的制动性能，提高车辆行驶安全和驾驶体验。

汽车制动力分配比优化设计需要涉及到许多相关数据，如车辆重量、制动系统参数、轮胎规格、路面条件等。

下面对其中的几个数据进行分析。

首先，车辆重量是一个很重要的参数。

车辆重量越大，需要的制动力就越大，制动距离也越长。

因此，在制动力分配比的优化设计中，需要根据不同的车型和用途来选择合适的重量范围。

例如，在轿车的设计中，需要考虑到乘客数量和货物载重量等因素，从而选择合适的车身材料和结构设计，从而控制车辆重量。

基于MATLAB及VB的汽车防抱死制动系统联合仿真设计研究乔斌【摘要】通过采用基于MATLAB及VB的汽车防抱死制动系统联合仿真设计研究,实现基于MATLAB的防抱死制动系统模型设计和人机交互的界面显示.仿真结果表明,该系统能较为真实地反映汽车ABS系统在不同路面的实际工作过程,并较好地验证了PID控制器具有良好的制动性能和方向操纵性,达到了满意的控制效果.该研究为ABS产品的开发提供了一种经济、高效、节能的方式.【期刊名称】《贵阳学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(009)002【总页数】5页(P69-73)【关键词】MATLAB;VB;防抱死制动;仿真【作者】乔斌【作者单位】芜湖职业技术学院信息工程学院,安徽芜湖241006【正文语种】中文【中图分类】U463.5近几年，随着汽车工业和计算机技术的发展，汽车安全问题越来越受人关注。

目前，大多数汽车防抱死制动系统相关产品的开发仍然依靠汽车厂家通过实车进行大量反复实验。

这样一来，ABS产品开发周期和实车实验费用大大增加。

因此，寻求一种经济、高效、节能的ABS实验是非常有必要的。

MATLAB与VB联合仿真是一种新型的建模和模拟方法，为系统的建模提供大部分可视化模块和避免繁琐的代码编制工作，并利用VB软件人机交互的可视化界面优势，为用户提供了方便快捷的输入和输出功能。

这就是说，采用基于MATLAB及VB的汽车防抱死制动系统仿真研究，对于ABS产品的开发有着重要意义。

1.1 汽车防抱死制动系统的组成如图1所示，汽车防抱死制动系统由三大部分组成，分别是制动控制器、数据传感器以及执行机构。

并通过车载线路连接成一个有机体，形成一个以控制滑移率为目的，保持滑移率在10%～30%为目标的汽车制动控制系统。

数据传感器作为信号采集和传输的工具，一般安装在汽车车轴或制动盘上，负责将车轮转动相关信息传送给制动控制器。

制动控制器作为ABS系统的大脑，主要负责由数据传感器输送来基本信息进行计算处理，并计算出实时的滑移率。

基于MATLAB制动系统模拟计算及优化基于MATLAB制动系统模拟计算及优化摘要：制动系统是车辆行驶过程中关键的安全设备，合理设计和优化制动系统对车辆行驶安全至关重要。

本文基于MATLAB软件，通过模拟计算和优化分析，探讨了制动系统的设计和优化方法，提供了制动系统设计的一些建议。

一、引言随着汽车行业的发展，汽车制动系统的设计与优化越来越重要。

制动系统直接关系到车辆的安全性能，因此合理设计和优化制动系统对提高驾驶员的安全性，保证行车过程中的稳定性具有重要意义。

二、制动系统的模型建立制动系统的模型建立是模拟计算和优化方案的基础。

在MATLAB软件的环境下，我们可以构建一个真实的制动系统模型。

利用系统动力学原理和常见的制动物理学原理，构建出制动系统的数学模型。

制动系统主要包括制动器、制动片、制动液、制动踏板、制动助力器等组成。

通过建立这些组件之间的数学方程，并考虑一定的牵引力和阻力，可以形成一个全面的制动系统模型。

三、制动系统的模拟计算基于建立的制动系统模型，我们可以进行制动系统的模拟计算。

通过改变不同的参数，如制动片的材料和尺寸、制动液的压力、制动踏板的力度等，模拟不同情况下的制动过程。

通过计算得到刹车时间、制动力以及其他相关的指标，可以评估制动系统的性能。

四、制动系统的优化分析通过模拟计算，我们可以得到不同参数下的制动系统性能。

然后，我们可以进行制动系统的优化分析。

通过优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，搜索最优参数组合，以达到最佳的制动系统效果。

在搜索的过程中，可以设置制动系统的各种限制条件，如不同速度下的刹车距离等。

五、结论与展望通过基于MATLAB的模拟计算和优化分析，我们可以更好地理解制动系统的性能，并优化制动系统的设计。

制动系统的设计与优化是一个复杂的过程，需要考虑到多个因素的综合影响。

未来，可以进一步研究制动系统的动力学特性，完善制动系统的模型建立，在更高的精度上进行模拟计算和优化分析。

辽宁工业大学
毕业设计（论文）
开题报告
题目奔腾B70轿车制动系统设计
汽车与交通工程院（系）车辆工程专业101班
学生姓名汪正恒
学号101201005
指导教师张丽萍
开题日期：2014年03月20日
（注）开题报告要点：1、毕业设计（论文）题目的来源，理论或实际应用意义。

2、题目主要内容及预期达到的目标。

3、拟采用哪些方法及手段。

4、完成题目所需要的实验或实习条件。

5、完成题目的工作计划等。

（开题报告不够用时可另附同格式A4纸）
开题须知
一、学生要认真填写开题报告。

在毕业设计（论文）答辩时学生须向答辩委员会（或答辩小组）提交开题报告，作为答辩评分的参考材料，没有开题报告不能参加答辩。

如果丢失要及时办理补交手续。

学生毕业后，开题报告与学生毕业设计（论文）一并存档备案。

二、毕业设计（论文）题目一经确定，指导教师要给学生下达毕业设计（论文）任务书，学生根据任务书的要求进行开题，一般安排在毕业设计（论文）正式开始的第二周至第三周进行。

三、开题报告的审查由各专业教研室主持，每个学生的报告时间为10—15分钟。

开题通过后学生才能正式获得毕业设计（论文）的资格。

四、学生要充分理解毕业设计（论文）题目的内容和要求，在指导教师的指导下制定切实可行的工作计划，并且要具备进行毕业设计（论文）所要求的实验或实习（调研）条件。

五、学生要按照指导教师所下达的毕业设计（论文）任务书的要求，认真进行文献资料的检索、搜集和查阅，并做好记录。

六、开题审查不合格的学生，必须在一周内重新进行开题。

基于Matlab的汽车ABS系统设计
李孟
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2017(037)007
【摘要】介绍了一种基于Matlab中的Simulink工具箱对汽车的ABS防抱死系统进行建模的方法,首先由汽车ABS系统的制动原理对参与制动过程的各部件进行建模实现,主要模块包括如车轮模型、轮胎模型与逻辑门限控制模块等.根据实际情况设置所建模型的具体参数和进行仿真实验的参数,最后分别以相同的30m/s的初速在三种不同附着系数的路面上对其进行仿真验证,主要针对制动距离、制动时间及车速与轮速这几个对制动效果起决定作用的量进行研究,通过对仿真曲线的对比分析,证明该系统在不同的路面情况下都能够达到良好的制动效果.
【总页数】4页(P84-87)
【作者】李孟
【作者单位】南阳理工学院南阳 473000
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
【相关文献】
1.基于Matlab CAN通信的汽车转向模拟器实时监控系统设计 [J], 陈小兵;赵慧勇;邓召文
2.基于Matlab和Cruise的纯电动汽车动力系统设计与仿真 [J], 齐焕敏;崔亚辉;
谭喜峰;宋旭峰
3.基于MATLAB的汽车制动系统设计与分析软件开发 [J], 孙益民
4.基于MATLAB优化工具箱的五自由度汽车悬架系统设计 [J], 孔令波;刘静;李慧;陆爽
5.基于Matlab和模糊PID的汽车巡航控制系统设计 [J], 仇成群;刘成林;沈法华;陈杰
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基于Matlab的汽车制动力分配比优化设计谢欣然【摘要】对某中型两轴货车进行制动时的受力分析,建立计算两轴汽车前后轴制动利用附着系数φrφf的数学模型.以φrφf曲线与φ=z直线最接近为优化目标建立多目标优化评价函数,以ECE法规为约束条件,以制动力分配比β为设计变量.运用Matlab优化工具箱进行解算,求出最优点β;运用Matlab计算并输出优化后的φrφf曲线与φ=z直线图;β曲线与I曲线图;运用Matlab对制动距离仿真计算,得出采用最优点β的汽车制动性能更好.该优化设计方法对汽车的制动系统设计有一定的指导作用.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P10-13)【关键词】制动强度;利用附着系数;制动力分配比;优化设计;Matlab优化工具箱【作者】谢欣然【作者单位】成都理工大学工程技术学院,四川乐山614000【正文语种】中文【中图分类】TH122汽车是道路交通事故的构成因素之一。

汽车造成道路交通事故的最直接原因是技术状况不良。

主要表现在汽车制动系统，转向系统，行驶系统，电器系统失效等技术状况不良。

汽车制动系统制动性能优劣关系到交通安全。

许多道路交通事故与汽车制动性能不良有关。

汽车制动性能优劣可以从制动效能，制动效能的恒定性，制动时汽车的方向稳定性来进行评价。

具体的评价指标中，制动距离过长，制动减速度不足，汽车制动时侧滑，跑偏或者失去转向能力，都将造成道路交通事故。

而两轴汽车前后制动器制动力分配的比例都会影响这些评价指标。

同时，在电动汽车，或者混合动力汽车的再生制动和电液制动中，制动力分配的比例也是其稳定性控制算法中的一部分[1]。

因此，前后制动器制动力分配比的设计是必须认真考虑的问题。

本文以ECE制动法规来确定汽车轴间制动力分配，为汽车制动系统设计提供依据[2]。

前后制动器制动力分配比往往倾向于理想值。

从理论上讲这个理想值发生在利用附着系数出现的时刻[3]。

基于Matlab的汽车制动性分析摘要：如今汽车的安全性已经成为人们所关注的热点，由于汽车制动性直接关系到交通安全，重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关，故汽车的制动性是汽车安全行驶的重要保障。

改善汽车的制动性，始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。

汽车的制动性能好坏直接决定汽车的安全性，在一定程度上它将决定驾驶员的生命安全，因此通过分析汽车的制动性能，就显得极为重要。

改善汽车的制动性，首先应对其分析了解。

为了更好的分析制动性，本文提出了基于Matlab软件汽车制动性能分析。

利用Matlab软件建模方便、更易于对其进行分析。

建立了地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系图,理想的前、后制动器制动力分配时，地面制动力，制动器制动力与附着力之间的关系图，同时还有f线组与r线组详细关系图。

关键词：制动性能；Matlab软件；建模；分析Study on Braking Features of Car Based on MatlabAbstract:At present, the security of cars has become the focus of people' attention. Cars' braking has direct relation to the transportation safety. Some big incidents are often caused by the long distance and slipering when braking. so it is always the cars manufaturers' first and foremost task to improve the the function of braking.Cars' braking directly determine its safety, to some degree, the drivers' lives. So it seems very important to analyze car' braking feature. To improve the braking feature, we should first analyze it , and to have a better analysis of braking, we bring forward the analysis based on Matlab software, which has made our job easier and more convenient.Keywords:Features of braking; Matlab software; Models building; Analysis符 号 表m 汽车质量kg Fz 地面法向发作用力 N G 汽车重力N Fw 空气阻力 N u 汽车速度m/s Fi 坡度阻力 N a u 汽车速度/km h Fj 加速阻力 N Ft 驱动力N Ff 滚动阻力 N r 车轮半径m f 滚动阻力系数 Ttq 发动机转矩N m ∙ D C 空气阻力系数 Pe 发动机功率Kw ψ 道路阻力系数 n 发动机转速r/min δ 旋转质量换算系数 g i变速器传动比 ϕ 附着系数 o i主减速器传动比D 动力因数 T η传动效率i 坡度du dt直线行驶加速度2/m s目录第一章绪论 (1)1.1制动控制系统发展史 (1)1.2制动控制系统的现状 (2)1.3制动控制系统的展望 (3)1.4计算机模拟计算方法在本领域中的应用 (4)1.5课题的来源背景及研究目的、内容 (5)1.5.1所选课题的题目背景 (5)1.5.2课题研究的目的、意义 (5)1.5.3课题研究内容和研究方法 (5)第二章 Matlab软件的介绍 (6)2.1Matlab软件简介 (6)2.1.1Matlab软件平台介绍 (6)2.1.2Matlab软件的产生 (6)2.1.3Matlab软件特点 (6)2.2 Matlab基础 (8)2.2.1matlab变量与表达式 (8)2.2.2Matlab的数据显示格式 (9)2.2.3Matlab中常用的函数 (9)第三章基于汽车制动性能计算方法 (13)3.1汽车制动性主要评价方法： (13)3.1.1地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系 (13)3.2制动距离与制动减速度 (14)3.2.1制动减速度 (14)3.2.2制动距离 (15)3.3制动效能恒定性 (15)3.4制动时汽车的方向稳定性 (15)3.4.1地面对前、后轮的法向反作用力 (16)3.4.2理想的前、后制动器动力分配 (16)3.4.3具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数 (17)3.4.4前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程 (18)第四章汽车制动系计算程序的设计 (19)4.1理想的前、后制动器制动力分配 (19)4.2 f线组r线组 (19)第五章实例分析 (21)5.1实例中样车参数 (21)5.2制动效能的模拟及分析 (21)5.2.1制动距离和平均减速的分析 (22)5.2.2制动时地面对前后轮法线反作用力的模拟 (23)5.2.3制动时理想的前后制动器动力关系的模拟 (24)5.2.4制动时β曲线与I曲线 (25)5.2.5制动f线组与r线组 (26)第六章结论 (27)参考文献 (28)附录 (29)致谢 (33)第一章绪论从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。

京（ａ）试验曲线图４雪路面常规制动对比曲线（ｂ）仿真曲线（ａ）试验曲线（ｂ）仿真曲线图５干路面常规制动对比曲线对比两图的曲线可知，本文所建立的车辆动力学系统模型模拟的车辆紧急制动工况与实际样本实验结果有比较好的吻合，对应变量的计算值和测量值在时域内变化趋势一致且吻合程度较高。

这表明所建立的车辆动力系统模型满足精度要求。

可在ＡＢＳ控制逻辑研究工作中应用。

·１２·００５１１５２２５３３５匕二：料铲（ａ）常规制动４ＡＢＳ性能仿真在上述模型的基础上。

对本文设计的ＡＢＳ控制逻辑进行仿真试验，结果如图６和图７所示。

从仿真结果可以看出ＡＢＳ控制逻辑在低附｝划ｉ≤……圜’Ｆ’‘、奄一、、。

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／（ｂ）ＡＢＳ制动图６高附着路面常规制动与ＡＢＳ制动仿真对比基于Matlab/Simulink的汽车防抱制动系统仿真作者：边立舰， 刘昭度， 崔海峰， 王任广作者单位：北京理工大学汽车动力及排放测试国家专业实验室,北京,100081刊名：北京汽车英文刊名：BEIJING AUTOMOTIVE ENGINEERING年，卷(期)：2006(2)参考文献(5条)1.郭孔辉汽车电子技术 20032.郭孔辉;刘溧;丁海涛;李玉璇汽车防抱制动系统的液压特性 1999(04)3.司利增汽车防滑控制系统-ABS与ASR 19994.G Gim Vehicle Dynamic Simulation with a Comprehensiv Model for Pneumatic 19885.薛定宇;陈阳泉基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用 1999本文读者也读过(4条)1.马明星.仇屹珏基于MATLAB的车辆制动过程仿真研究[期刊论文]-成组技术与生产现代化2004,21(3)2.杨英.赵广耀.朱栋梁基于MATLAB的汽车防抱制动系统控制算法仿真研究[会议论文]-20073.刘辉车辆防抱制动系统仿真与试验研究[学位论文]20064.潘开广基于MATLAB的汽车防抱死制动系统仿真研究[期刊论文]-农业装备与车辆工程2008(8)引用本文格式：边立舰.刘昭度.崔海峰.王任广基于Matlab/Simulink的汽车防抱制动系统仿真[期刊论文]-北京汽车 2006(2)。

基于matlab的FSAE制动系设计Liu Jieling;Xue Yiwei【摘要】制动性是衡量赛车性能的一个重要指标,制动系统设计的合理性关乎赛车的发挥以及车手的人身安全.文章基于FSAE比赛规则,以2017年江苏大学参赛赛车的制动系统为例,使用matlab软件确定制动设计时的基本参数,包括前、后制动盘有效半径,前、后管路液压,踏板行程,并且通过其工具箱优化计算制动力分配系数.最终结果证明,得到的所有基本参数较为可靠,减少了人工反复运算的计算量,满足系统要求,对赛车制动系统设计有一定的指导意义.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2019(000)013【总页数】4页(P155-158)【关键词】中国大学生方程式汽车大赛;制动系设计;制动力分配系数;优化计算;matlab【作者】Liu Jieling;Xue Yiwei【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】U462中国大学生方程式汽车大赛（Formula Student China）是一项由高等汽车院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制作比赛。

各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节。

方程式赛车制动系统设计最终目的就是达到规则要求的四轮同时抱死，同时对成本、轻量化等也有具体要求[1]。

目前，在对制动力分配比的研究中，大部分文献只是针对轿车或商用车，没有对特种车辆的分析[2]。

近年来，有关FSAE的研究很多，但对于基础参数大多采用人工计算，在设计时反复修改，不仅浪费时间且易出错，不若采用matlab进行程序化设计。

盘式制动器与鼓式制动器相比，有以下优点：制动器效能受摩擦系数影响较小；浸水后效能降低较少；在输出制动力矩相同情况下，尺寸和质量较小[3]。

综合上述因素，赛车采用盘式制动器。

制动钳位于轴后，能使制动时轮毂轴承的合成载荷减小；制动钳位于轴前，则可避免轮胎向钳内甩溅泥污[4]。

公式章 1 节 0 基于 MATLAB的车辆动力性和制动性仿真分析摘要：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：A0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。

目前针对汽车性能的理论研究非常成熟，但多数只是将汽车部分性能通过MATLAB分析，如果改变整车参数后还需要繁琐的源代码修改，实用性不强。

基于MATLAB的汽车制动系统设计与分析软件开发
孙益民
【期刊名称】《上海汽车》
【年(卷),期】2005(000)004
【摘要】根据整车制动系统开发需要,利用MATLAB平台开发了汽车制动系统的设计和性能仿真软件.该软件用户界面和模块化设计方法可有效缩短开发时间,提高设计效率.并以上汽赛宝车为例,对该软件的可行性进行了验证.
【总页数】3页(P29-31)
【作者】孙益民
【作者单位】上汽汽车工程研究院
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.基于Matlab/Simulink的电子感应汽车制动系统控制规则的研究与仿真 [J], 甘乃添;陈凌珊
2.基于MATLAB/GUI的汽车制动系统计算分析 [J], 辛新
3.基于Matlab平台的OFDM系统在不同信道下16QAM调制的仿真设计与分析[J], 刘卓伦;马征
4.基于Matlab的空间四连杆转向装置的设计与分析 [J], 黄晶晶;向猛;陈力航;陈文凯;肖名涛
5.基于MATLAB软件组合悬臂梁结构的优化设计与分析 [J], 仇国滔; 张黎; 王裴培; 曾宪武; 田地
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