车辆工程基于MATLAB的动力性仿真分析及优化设计程序.doc

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1、n=linspace(600,4000,100);%均分计算指令,600最低转速,4000最高转速,均分为100等分r=0.367;i0=5.83;nt=0.85;G=3880*9.8;f=0.013;CDA=2.77;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;m=3880;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;ig=6.09,3.09,1.71,1.00;%输入已知参数ua1=0.377*r*n/i0/ig(1);ua2=0.377*r*n/i0/ig(2);ua3=0.377*r*n/i0/ig(3);ua4=0.377*r*n/i0/ig(4);%各转速各挡位下的速度

2、Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;%从6004000rpm油拟合公式计算发动机转距Ft1=Tq*i0*ig(1)*nt/r;Ft2=Tq*i0*ig(2)*nt/r;Ft3=Tq*i0*ig(3)*nt/r;Ft4=Tq*i0*ig(4)*nt/r;%从6004000rpm各挡位的驱动力Ff=G*f;ua=linspace(0,200,100);Fw=CDA*ua.*ua/21.15;%空气阻力plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,

3、ua,Ff+Fw);%画出各挡位的Ua-Ft,及Ua-Ff+Ft*label(ua/ km/h);ylabel(F/N);%标注横纵轴title(汽车驱动力-行驶阻力平衡图);%标注图形题目gte*t(Ft1),gte*t(Ft2),gte*t(Ft3),gte*t(Ft4),gte*t(Ff+Fw);%给每根线条添加符号legend(Ft1,Ft2,Ft3,Ft4,Ff+Fw);%标注图例uma*=ma*(ua4);disp(汽车最高车速=);disp(uma*);disp(km/h); ima*=tan(asin(ma*(Ft1-(Ff+Fw)/G);%最大爬坡度的公式disp(汽车最大爬

4、坡度=);disp(ima*);%输出最高车速,与最大爬坡度的结果n=600:1:4000;%600最低转速,4000最高转速,相邻数组间隔1r=0.367; i0=5.83; eff=0.85; f=0.013;CdA=2.77;m=3880; g=9.8; %输入已知参数G=m*g; Ttq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4; %从6004000rpm油拟合公式计算发动机转距for ig=6.09,3.09,1.71,1.00 Ua=0.377*r*n/ig/i0; %各转

5、速各挡位下的速度Pe=Ttq.*n/9550; %各转速下的功率plot(Ua,Pe); hold on; %使当前轴及图形保持而不被刷新，准备接受此后将绘制的图形，多图共存end Ua=0:0.1:ma*(Ua); Pf=G*f*Ua/3600; %滚动阻力Pw=CdA*Ua.3/76140; %空气阻力plot(Ua,(Pf+Pw)/eff); title(汽车的功率平衡图),*label(Ua/(km/h),ylabel(P/kw);%画出汽车的功率平衡图gte*t(Ft1),gte*t(Ft2),gte*t(Ft3),gte*t(Ft4),gte*t(Pf+Pw)/nt);legend

6、(,Pf+Pw/nt); n=600:1:4000;%600最低转速,4000最高转速,相邻数组间隔r=0.367; i0=5.83; nt=0.85; f=0.013;CdA=2.77;m=3880; g=9.8; %输入已知参数G=m*g; Ttq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4; %从6004000rpm油拟合公式计算发动机转距for ig=6.09,3.09,1.71,1.00 Ua=0.377*r*n/ig/i0;Ft=Ttq*i0*ig*nt/r;Fw=CdA*U

7、a.2/21.15;D=(Ft-Fw)/G %汽车动力因子公式plot(Ua,D); %画出汽车动力特性图hold on; %使当前轴及图形保持而不被刷新，准备接受此后将绘制的图形，多图共存end f=0.0076+0.000056*Ua%滚动阻力与速度之间的关系plot(Ua,f); %画出速度与滚动阻力图title(汽车动力特性图),%给图加题目*label(Ua/(km/h),ylabel(D);gte*t(),gte*t(),gte*t(),gte*t(),gte*t(f);legend(,f); n=600:10:4000; %600最低转速,4000最高转速,相邻数组间隔10m=3

8、880;g=9.8;nmin=600;nma*=4000; G=m*g; ig=6,09 3.09 1.71 1.00;nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83; L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;%输入已知参数Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4; %从6004000rpm油拟合公式计算发动机转距Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r; Ft2=Tq*ig(2)*

9、i0*nT/r; Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r; Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r; %各转速各挡位下的驱动力ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0; ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0; ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0; %各挡位各转速下的速度Fw1=CDA*ua1.2/21.15; Fw2=CDA*ua2.2/21.15; Fw3=CDA*ua3.2/21.15;Fw4=CDA*ua4.2/21.15; %不同速度下的空气阻力Ff=G*f; deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(I

10、f*ig(1)2*i02*nT)/(m*r2); deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(2)2*i02*nT)/(m*r2); deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(3)2*i02*nT)/(m*r2); deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r2)+(If*ig(4)2*i02*nT)/(m*r2); %不同挡位下的汽车旋转质量换算系数a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1; a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2; a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad

11、3=1./a3; a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4; %各挡位下的加速度plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4); title(汽车的加速度倒数曲线); *label(ua(km/h); ylabel(1/a）); %作汽车加速度倒数曲线gte*t(1/a1),gte*t(1/a2),gte*t(1/a3),gte*t(1/a4);legend(1/a1,1/a2,1/a3,1/a4);n=600:10:4000;m=3880;g=9.8;nmin=600;nma*=4000;G=m*g;ig=6.09 3.09 1.71

12、 1.00;nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83; L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598; %输入已知参数Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).2+40.874*(n/1000).3-3.8445*(n/1000).4;%从6004000rpm油拟合公式计算发动机转距Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r;Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r;Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r;%各转速各

13、挡位下的驱动力ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;%各挡位各转速下的速度Fw1=CDA*ua1.2/21.15;Fw2=CDA*ua2.2/21.15;Fw3=CDA*ua3.2/21.15;Fw4=CDA*ua4.2/21.15;%不同速度下的空气阻力Ff=G*f;i1=asin(Ft1-Ff-Fw1)/G);i2=asin(Ft2-Ff-Fw2)/G);i3=asin(Ft3-Ff-Fw3)/G);i4=asin(Ft4-Ff-Fw4)/G);

14、%不同档位下的坡度plot(ua1,i1,ua2,i2,ua3,i3,ua4,i4); title(汽车的爬坡度图);*label(ua/(km*h-1);ylabel(i/%);%作汽车的坡度图gte*t(),gte*t(),gte*t(),gte*t(); m=3880;g=9.8;r=0.367;nt=0.85;f=0.013;CdA=2.77;i0=5.83;pg=7.1;%汽油的重度取7.1N/Lig=6.09 3.09 1.71 1; n=600:1:4000; n0=815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804; B00=1326.8 1354.7

15、 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7; B10=-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291; B20=72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113; B30=-5.8629 -2.0553 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215; B40=0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00

16、068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568; %输入已知参数B0=spline(n0,B00,n); B1=spline(n0,B10,n); B2=spline(n0,B20,n); B3=spline(n0,B30,n); B4=spline(n0,B40,n);%使用三次样条插值，保证曲线的光滑连续ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0; ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0; %求出发动机转速围对应的3、4档车速Pe3=(m*g*f*ua3/3600+CdA*ua3.3/76140)/0.85; Pe4=(m*g*f*ua4/360

17、0+CdA*ua4.3/76140)/0.85; %发动机功率for i=1:1:3401 %用拟合公式求出各个燃油消耗率b3(i)=B0(i)+B1(i)*Pe3(i)+B2(i)*Pe3(i).2+B3(i)*Pe3(i).3+B4(i)*Pe3(i).4; b4(i)=B0(i)+B1(i)*Pe4(i)+B2(i)*Pe4(i).2+B3(i)*Pe4(i).3+B4(i)*Pe4(i).4; %插值得出对应速度的燃油消耗率endQ3=Pe3.*b3./(1.02.*ua3.*pg); Q4=Pe4.*b4./(1.02.*ua4.*pg); %3.4挡等速百公里燃油消耗量plot(ua3,Q3,ua4,Q4); title(最高档与次高档等速百公里油耗曲线); %画出最高档与次高档等速百公里油耗曲线*label(ua(km/h); ylabel(百公里油耗（L/100km）); gte*t(3档),gte*t(4档);