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1、毕业论文,题目：基于Matlab对汽车制动性分析专业：机械制造及其自动化（汽车方向）班级：机制0613班姓名：杨俊学号：06110038指导老师：熊伟,第一章 绪论,1.1-1.3本章大致阐述了汽车控制系统的发展史，现状以及对将来的展望1.4计算机模拟计算方法在本领域中的应用 1.5课题的来源背景及研究目的、内容.所选课题的题目背景，课题研究的目的、意义，课题研究内容和研究方法,1.1控制系统的发展史,最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，但随着汽车自质量的增加，助力装置很重要，助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。这时，开始出现真空助力装置。后期由于军事技术的
2、发展，便出现了液压制动，继液压制动后随着电子技术的飞速发展又一全新的防抱制动系统(ABS)得到实用和推广 简单机械装置真空助力装置液压助力装置ABS防抱死系统,1.2制动控制系统的现状,目前液压操纵仍然是最可靠、最经济的方法 增加ABS应用之后，油液制动仍有优势传统的制动控制系统即均匀分配油液压力 ABS按需要进行油液的分配液压操作ABSASR（电子控制单元中增加了驱动防滑逻辑系统，来监测驱动轮的转速。ASR大多借用ABS的硬件，两者共存一体，发展成为ABS/ASR系统。）,1.3制动控制系统的发展,车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。一方面是扩大控制范围、增加控制功能；另一方面是采用
3、优化控制理论，实施伺服控制和高精度控制 ABS功能的扩充除ASR外，同时把悬架和转向控制扩展进来，使ABS不仅仅是防抱死系统，而成为更综合的车辆控制系统 ABS/ASR进一步发展演变成电子控制制动系统(EBS)，这将是控制系统发展的一个重要的方向。但是EBS要想在实际中应用开来，并不是一个简单的问题。,1.4计算机模拟计算方法在本领域中的应用,优点：提高设计质量，缩短研制周期，在设计阶段就需要根据有关设计参数，对汽车制动性、燃料经济性进行预测。随着计算机的广泛应用和现代计算方法的发展，计算机模拟计算方法为汽车制动性和燃油经济性计算提供了有效而准确的工具。详：1.由于是利用模拟程序进行计算，因此
4、可以快速改变已知参数，来研究该参数对整车性能的影响。2.能够求解出含有线性或非线性微分方程组的复杂数学模型，而且计算精度越来越高，使得模拟更接近于实际情况。全面地预测汽车在各种工况下的制动性和燃油经济性有助于设计人员快速地找到比较有利的设计方案。加快整个设计的周期,1.5课题的来源背景及研究目的、内容,1.5.1所选课题的题目背景随着汽车的发展、普及，汽车安全问题成为人们所关注的主要问题，制动性又为汽车行驶安全的首要问题，如何对汽车制动性能简单高效率的分析成为要解决的问题。Matlab软件的诞生则为解决这一问题提供快捷有效的途径 1.5.2课题研究的目的、意义 课题研究的目的：培养学生综合运用
5、所学汽车理论知识的能力。本课题的意义：通过应用matlab软件系统对汽车制动性能分析，可以大大的提高汽车制动性分析的效率。1.5.3课题研究内容和研究方法研究内容：调研，对汽车制动性概念和评价方法有一定的了解；了解并确定如何对汽车的制动性能进行分析与评价；了解并熟悉matlab软件并提出自己的设计方案；输出结果并给予分析；研究方法：利用matlab软件解决数字的计算，公式的处理以及相关曲线的输出。,第二章 Matlab软件的介绍,Matlab是美国Mathworks公司推出的一套工程计算及数值分析软件。Matlab已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具。Matlab提供了强大的科学计算
6、、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视化、便捷的与其它程序和语言接口的功能，并且Matlab中包括了被称作工具箱的各类应用问题的求解工具,Matlab软件的产生和特点,产生：Matlab是美国Mathworks公司推出的一套工程计算及数值分析软件 特点：1编程效率高 2用户使用方便 3扩充能力强 4语句简单，内涵丰富 5高效方便的矩阵和数组运算 6方便的绘图功能,Matlab基础,1matlab变量与表达式 MATLAB的变量名是用一个字母打头，后面最多跟19个字母或数字来定义的如,都是合法的变量名应该注意不要用Matlab中的内部函数或命令名作为变量名Matlab中的变量名是区分大小写字母的
7、 Matlab的数据显示格式 Matlab可以利用菜单或format命令来调整数据的显示格式.2.3Matlab中常用的函数（论文可见）,第三章 基于汽车制动性能模拟计算方法,3.1汽车制动性主要评价方法：1）制动效能，即制动距离与制动减速度。2）制动效能的恒定性，即抗热衰退性能。3）制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。,3.1.1地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系,3.2制动距离与制动减速度,3.2.1制动减速度制动距离与汽车的行驶，它指的是汽车速度为时，从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到汽车完全停住为止所驶过的距离。制动速度是制动时车
8、速对时间的导数，即。它反映了地面制动力的大小，因此与制动器制动力（车轮滚动时）及附着力（车轮抱死托滑时）有关,3.2.2制动距离,决定制动距离的主要因素是：制动器起作用的时间、最大制动减速度以及起始制动车速。改进制动系结构，减少制动器作用时间，是缩短制动距离的一项有效措施。制动距离和平均减速度与制动系的反应时间制、动起作用时间、附着系数和初速有关。为了简化我们可以将制动系的反应时间和制动起作用时间看做确定值。因为制动系的反应时间由操作者决定，制动起作用时间由汽车的型号以及制造工艺决定。这样我们就可以建立以附着系数和初速为变量的制动距离和平均减速度的函数。,3.3制动效能恒定性,制动效能的恒定性
9、的主要指标是抗热衰退性能。一般用一系列的制动时制动效能的保持程度来衡量，热衰退也是目前制动器不可避免的现象。抗热衰退性与制动器的摩擦系数材料及制动器的结构有关。我们就不做详细的分析。,3.4制动时汽车的方向稳定性,制动时汽车自动向左或向右偏驶称为“制动跑偏”。侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。前轮失去转向能力，是指弯道制动时汽车不在按原来的弯道行驶而沿弯道切线方向驶出。制动跑偏、侧滑与前轮失去转向能力是造成交通事故的重要原因。,第四章 汽车制动系计算程序的设计,软件程序框图根据第三章的公式分析编写程序流程图 4.1理想的前、后制动器制动力分配 理想的前、后制动器制动力分配流程图 4
10、.2 f线组r线组 f线组r线组程序流程图 整个详细的流程图论文有详解,第五章 实例分析,5.1 实例中样车参数轿车基本参数如下表所示:实验车基本参数,表5.1 实验车基本参数,5.2 制动效能的模拟及分析,我们基于第三章的数据和第四章中程序流程图编辑好程序（最后附录），输入Matlab软件。然后，我们运行MATLAB软件进行相关曲线的输出。,5.2.1 制动距离和平均减速的分析,从图可以看出相同制动减速度或附着系数的情况下，初始速度越大制动距离越长；制动初速度一样的情况下，制动减速度或附着系数越大制动距离越短。,5.2.2 制动时地面对前后轮法线反作用力的模拟,从图可以发现，当制动强度或附着
11、系数改变时，前、后轮法向反作用力的变化是很大的。例如空载时当，亦即=0.6时，前轮法向反作用力增加了52.9%，而后轮减少了31.1%。,5.2.3制动时理想的前后制动器动力关系的模拟,曲线是脚踏板力增长到前、后轮同时抱死托滑时的前、后制动器制动力的分配曲线。由图可以看出，前、后轮抱死时初始后轮制动器制动力增加而后后轮的制动器制动力有所减少，前轮制动器制动力一直在增加。在这里还应进一步指明，汽车前、后制动器制动力常不能按曲线的要求分配。制动过程中常是一根车轴的车轮先抱死，随着踏板制动力的进一步增加，接着另一根车轴的车轮抱死。,5.2.4 制动时曲线与I曲线,图中线与曲线（满载）交与B点，此时的
12、附着系数值为。线与曲线交点处的附着系数为同步附着系数，所对应的制动减速度为临界减速度。同步附着系数是由汽车结构参数决定的、反映汽车制动性能的一个参数。由图可知线位于曲线下方，制动时总是前轮先抱死；线位于曲线上方，制动时总是后轮先抱死。同步附着系数说明，前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在一种附着系数，即同步附着系数路面上才能使前、后车轮同时抱死。,5.2.5制动f线组与r线组,线组是后轮没有抱死，在各种值路面上前轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线；线组是前轮没有抱死而后轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。普通轿车在制动过程中踏板力逐渐加大时，常有后轮没有抱死而前轮先抱死的过程；有的空载货
13、车在制动过程中踏板力逐渐加大时，会出现前轮没有抱死而后轮先抱死的过程。,第六章 结 论,自从汽车的诞生，其安全性就引起了我们不断的关注，人们也从许多的途径对汽车安全性能进行分析，如今Matlab软件的给我们创造了一个快速简洁的分析平台。本文通过MATLAB软件对汽车制动性能进行分析，本次设计的主要重点与难点在于对MATLAB软件的熟练运用和如何对汽车的制动性能进行公式化、程序化。开始有点无从下手，由于以前也没有接触到Matlab这个软件，所以有些知识对我来说是很陌生的。通过很多次的努力，摸索出一条可行的方案。另外在周围能运用MATLAB软件的人很少，最后还是在老师的安排下，我们这些运用MATL
14、AB课程设计的同学组成一个学习小组相互学习，虽然课题都不一样但是受益匪浅。这次课程设计是大学生活的一次总结，在这个过程中让我从新对专业知识学习了一遍，相比以前领悟了不少新的东西。另外还学习了一门新的软件，收获颇丰。,参考文献,1 Kolowrocki K.Soszynska J Reliability and Availability Analysis of Complex Port Transportation Systems 2006(01)2 Werner.Urban.Ingrid Third body formation on brake pads and rotors 2006(05
15、)3 刘银秋.应用惯性制动器技术改造门机行走制动器机构 2000(01)4 李慰立.余成波 盘式制动器惯性式试验台的研制 2005(17)5 陈小元.方凯.杨银贤 汽车制动器惯性试验台的系统设计与实现 期刊论文-湖南大学 2004(8)6 常晓玲.电气控制系统与可编程控制器 2005(30)7 刘卫国.陈昭平.张颖 MATLAB程序设计与应用 2003(18)8 杨庆彪.汽车电控制动系统原理与维修精华.北京：机械工业出版社，20069 鲁植雄.汽车ABS.ASR和ESP维修图解.北京：电子工业出版社，200610 董继明、罗灯明.汽车检测与诊断技术.北京：机械工业出版社，200711 杨玉如.
16、发动机与汽车理论.北京：人名交通出版社，200312 董辉编.汽车电子技术与传感器.北京：北京理工大学出版社。200113 周大森等.汽车电控原理与维修.北京：国防工业出版社，200414 余志生.汽车理论.北京：机械工业出版社，200115 陈家瑞.汽车构造.北京：人名交通出版社。2002,致谢,感谢我的导师汪云老师，她严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；她循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。感谢我的熊伟老师，这片论文的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。而你开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的融入我们这个新的实验室 感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。只是今后大家就难得再聚在一起吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。我们在一起的日子，我会记一辈子的。感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！,
