基于Matlab Simulink的车辆制动过程分析
基于Matlab／Simulink的汽车防抱死制动系统的仿真研究
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｍ ａ ｈ ｍ ａ ｉａ ｄ ｌ ｇ ａ ｄ ｉｓ ｓｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｅ ｆ ｃ ｉ ｅ ｍ ｅ ｈ ｄ ｔ ｔ ｄ ｅ ｉｌ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｓｒ ｃ ： ｔ ｅ ｔｃ ｌｍｏ ｅ ｉ ｎ ｔ ｉ ｌ ｔｏ ｓ ａ ｆｅ ｔ ｔ ｏ ｏ ｓ ｕ ｙ ａ ｖ ｈ ｃｅ ｐ ｒ ｏ ｍａ ｃ ． ｎ ｖ
Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｔ ｌｃ ｒｋ ｎ ｙ ｔｍ ； ｏ ｅｉｇ； ａｌｂ；ｉ ｕａ ｉｎ ｙｗｏｄ ： ｎ ｉ ｏ ｋ ｂ ａ ｉｇ ｓ ｓｅ Ｍ ｄ ｌ — ｎ Ｍ ｔａ ｓｍ ｌｔ ｏ
汽 车 防 抱 死 制 动 系 统 （ ｔ Ｌ ｃ ｒｋ ｙ — Ａｎ ｉ ｏｋ Ｂ ａ ｅＳ ｓ — ｔｍ， Ｓ 是 汽 车 的一 种 主动 安 全 装 置 ， 于 汽 车 ｅ ＡＢ ） 用
Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｕ ｉｇｓｄ ｎ ａ ｄｔ ｅｅ ｔｂｉ ｍｅ ｔ ｆ ｔｅ ｔ ａ ｍｏ ｅ ｏ Ｓ ｕｉｇＭａｌｂ／Ｓｍｕｉｋ ｈｓ ａ ｅ， ｓ ｅ ａ ｎ ｈ ｓａ ｌ ｈ ｎ ｍａｈ ｍａｉ ｌ ｄ ｌ ｆ ｎ ｓ ｏ ａ ｃ ＡＢ ｓ ｔ ｎ ａ ｉ ｌ ｎ
过程 ， 很难 建立 精确 的数 学模 型 ； 随着计 算机 技术 和 软件 技术 的迅猛 发 展 ， 真 技 术 已 成 为 国 内外 研 究 仿
的热 点 ， 且在 汽 车研 发 中获 得 了广 泛 应用 。本 文 并
１ ＡＢ Ｓ数 学模 型
１ １ 整车 模型 ． 目前常 用 的整 车模 型有 四轮模 型 、 双轮 模 型 和 单 轮模 型 。 四轮 模 型 主要 描 述 复 杂 的动 力 学 性 能 ， 如 横 向动力 学控制 模 拟 等 ； 轮 模 型 主要 描 述 车辆 双 的直线 驱动 ， 如考 虑车 辆加 、 减速 对车辆 动力 学模拟
车辆自动紧急制动系统控制算法仿真分析
ε=
d - db dw - db
（1）
其中 d 为自车和前车相对距离； 当 ε>1 时，即 d > dw 则说明此时自车 处于安全状态；当 1>ε>0 时，即 dw > d > db ，则说明此时自车有和前车碰撞
的可能，需要启动预警功能，提醒驾
驶员及时制动避免碰撞的发生。当 0> ε 时，即 db > d ，则说明此时自车必须 要制动来避免碰撞发生，此时自动紧
TTC2 时启动报警策略，时间指标 TTC
小于 TTC1启动制动动作。
TTC =
dr vr
（2）
式中， dr 为主车与目标物的纵向
相对距离， vr 为主车与目标物的纵向 相对速度，雷达定义相对速度为目标 物的纵向速度减去主车的纵向速度。 dr 和 vr 可直接从环境感知系统输出 读取。
急制动系统需要快速介入，主动制动
避免碰撞的发生或者降低碰撞时自车
速度减少伤害。而对于Fra bibliotek于时距的判断方法，则
定义基于时间的指标 TTC，能够定量
的反应出在紧急情况下驾驶员及制动
系需要在该时间内完成制动操作，避
免碰撞发生。如图 2 是随着 TTC 的变
小，行车安全状态的变化情况。定义
时间指标阈值 TTC1、TTC2。在行车过 程中当计算出来的时间指标 TTC 小于
安全 安全区域
O
TTC1
TTC2
TTC
图 2 TTC 表征本车的安全状态
2 控制算法分析
根据以上制定的仿真方案，首先 需要确定的是 AEB 系统的控制算法。
（1） 安全状态判断 在制定 AEB 算法时首先应该判断 车辆当前状态下的危险情况，在判断 自车危险状态时一般有两种方法：其 一为基于车距的判断方法；另一为基 于时距的判断方法。基于车距的判断 方法如 Berkeley 模型，模型中定义报 警安全距离 dw 和制动安全距离 db ， 定义危险系数
汽车ABS系统的建模和仿真
基于Matlab/Simulink的汽车建模与仿真摘要本文所研究的是基于Matlab/Simulink的汽车防抱死刹车系统（ABS）的仿真方法，本方法是利用了Simulink所提供的模块建立了整车的动力学模型，轮胎模型，制动系统的模型和滑移率的计算模型，采用的控制方法是PID控制器，对建立的ABS的数学模型进行了仿真研究，得到了仿真的曲线，将仿真曲线与与没有安装ABS系统的制动效果进行对比。
根据建立的数学模型分析，得到ABS系统可靠，能达到预期的效果。
关键词ABS 仿真建模防抱死系统PIDModeling and Simulation of ABS System of AutomobilesBased onMatlab/SimulinkAbstractA method for building a Simulator of ABS base on Matlab/Simulink is presented in this paper.The single wheel vehicle model was adopted as a research object in the paper. Mathematical models for an entire car, a bilinear tire model, a hydraulic brake model and a slip ratio calculation model were established in the Matlab/Simulink environment. The PID controller was designed. The established ABS mathematical model was simulated and researched and the simulation curves were obtained. The simulation results were compared with the results without ABS. The results show that established models were reliable and could achieve desirable brake control effects.Key wordsABS; control; modeling; simulation；Anti-lock Braking System; PID1.概述随着载重车辆动力性的不断提高，客观上也对车辆的制动性能与驱动性能提出了越来越高的要求。
基于Simulink 防抱死制动系统 (ABS) 系统仿真
THANKS
模型子系统、液压制动模型子系统、电机制动模型子系统。基于PID控制的ABS电动汽车单轮模型制动系统模
块的关系如图片所示
3
Simulink模型
2014
2015
2016
2017
车轮速度子系统
为了控制制动压力的变化率，该模型从期望的滑动量中减去实际滑动量，并将此信号 馈入 bang-bang 控制（+1 或 -1，具体取决于误差的符号，请参见上图 ）。此开/关速 率通过一阶时滞，该时滞表示与制动系统的液压管路相关联的延迟，为施加到车轮上 的制动扭矩。
2
ABS防抱死系统原理
2 ABS的工作原理
ABS单轮模型
3
Simulink模型
3 simulink模型
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细➢内在容理论分析的基础上，利用simulink对汽车防抱制动系统的各个子系统进行图形仿真建模，主要细包内括容单轮车辆
基于simulink模型 的车辆ABS系统
滑移率控制
CONTENTS
1 问题分析 2 ABS防抱死系统原理 3 simulink模型 4 仿真分析 5 结论
1
问题分析
1 问题分析
现状
在车辆紧急制动时，驾驶员踏板往往踩死， 这种情 况下，如果车轮抱死，车 轮与路面间 的侧向附着力将完全消失:如果只是前轮 转向 轮)先于后轮抱死， 汽车将失去转向能力;如 果只是后轮先于前轮抱死，汽车将产生侧滑( 甩尾)现象。ABS是提高汽车安全性能的主要 因素之一，对于 具有较高非线性的汽车制 动 过程，很难建立精确的数学模型。本文以轿 车为研究 对象，建立了ABS数 学模型，采用 Simulink仿真软件对ABS进行仿真。单击编辑副标题
基于MATLAB的汽车ABS制动过程仿真
基于MATLAB的汽车ABS制动过程仿真ABS（Anti-lock Braking System，防抱死制动系统）是现代汽车上保证行车安全的重要制动系统之一。
ABS制动系统可以避免在制动时车轮抱死，从而提高了制动效果和稳定性。
为了深入理解ABS制动系统的工作原理和性能，本文将基于MATLAB软件进行汽车ABS制动过程的仿真。
一、建立模型和假设为了实现ABS制动过程的仿真，需要建立一个基于MATLAB 的系统模型。
该系统模型需要考虑以下几个方面：1. 汽车的运动方程。
2. 轮胎与地面的接触力，即摩擦力。
3. 制动器与车轮的接触力。
4. ABS控制器的控制策略。
在仿真过程中，假设车辆在制动前以一定的速度匀速行驶，制动时四个车轮的制动和抱死状态是相同的。
二、模型搭建在MATLAB界面中，首先利用simulink模块搭建模型。
模型如下：模型中包含了车辆运动方程、轮胎地面接触力、制动器与车轮接触力等模块。
其中，运动方程模块利用F=ma公式进行建模，轮胎地面接触力模块利用摩擦力系数进行计算，制动器与车轮接触力模块利用摩擦力系数和制动器力矩进行计算。
在模型中，还有制动器控制器模块，负责制动器的控制与调节。
制动器控制器可以采用PID算法或滑模控制算法来控制制动器的开闭和力矩大小。
三、仿真过程在进行仿真过程中，需要确定以下参数：1. 初始车速度v0=80km/h。
2. 初始刹车踏板角度θ=0。
3. 制动器摩擦力系数μs=0.7。
4. 刹车片初期转动半径r=0.05m。
在进行仿真操作前，应先在程序中设定好各参数，再设定仿真时间和仿真步长。
由于ABS制动过程会使用到控制器，因此应首先进行控制器的设计和仿真。
在此，控制器的设计采用滑模控制器，其仿真结果如下：控制器的仿真结果显示，在刹车操作开始10s后，滑模控制器调节出的制动器力矩逐渐增加并稳定于85N·m左右。
随着控制器的调节，车轮抱死现象得以解决、保持ABS制动状态下使车辆具备更好的稳定性和制动效果。
基于Matlab／Simulink的车辆制动过程分析
Ｉ． － ｛ 制 援 ｓ
书 ｌ 卜 霄 艇
（） ４
在实 际情况 中， 由于制 动力 的存 在 ， 车轮并 没有
做纯 滚动运 动 ， 而是 以 山 做 滑 动滚动 ， 时 的 山 此 总 是小 于 山 ， 与 仿 真 出 来 的 结 论 一 致 （ 图 ３所 这 如
车轮 和 路面之 间将 产生 打滑 现象 。用 滑 动率 来 衡 量 车轮 打滑 的程度 ， 示如下 ： 表
图 １ 滑 动 率 与 附着 系数 的 函数 曲线
２ 制动 时轮 胎 的 运动 方程
从 车 辆 的动 力 学来 分 析 汽 车 的各个 数 量 关 系 ，
式 中 ： 为车 身速 度 所 对 应 的 车 轮 角速 度 （ａ ／ ） ｒｄ ｓ ； 为 车轮 的实际 角 速度 （ａ ／ ） ｒｄ ｓ 。 试验 证 明 ， 轮胎 在 路面上 发生 打 滑现象 时 ， 滑动
摘 要 ：结合 车辆制 动时的数学模型 ， 用 Ｍａｌ ／ ｉ ｌ ｋ仿真软 件， 利 ｔ ｂ Ｓｍｕｉ ａ ｎ 建立 了车辆 制动过程
的运 动 模 型 ， 通过 对仿 真 后 的 输 出结 果 进 行 分 析 、 较 ． 述 了 防抱 死 制 动 系 统 （ Ｂ ） 汽 车 制 并 比 阐 Ａ Ｓ对
。
釜
Ｓｍｕｉｋ建 立其 仿真 模 型 ， 通 过 计 算仿 真 对 车 辆 ｉ ｌ ｎ 并
制 动过 程进行特 性
车 辆按 一定 的车 速 行 驶 时 ， 身 速 度 与 车轮 速 车
度一 致 ， 但在 制动 时 ， 轮 速 度 比车身 速 度 低 ， 以 车 所
车 的停车 制动距 离 ， 而且使 汽车丧 失抗 侧 滑能力 ， 故
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基于Simulink的线控制动系统仿真
10.16638/ki.1671-7988.2021.08.023基于Simulink的线控制动系统仿真*刘凡，张鹏，延秋双，唐家宝（中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院，北京100083）摘要：文章利用Solidworks软件对某型号线控制动系统进行装配体建模，分析了系统的工作原理和运动状态；利用ADAMS软件建立了该系统的动力学模型，并应用Simulink软件建立了其控制模型，最后在位移传感器的不同情况下对线控制动系统的线性助力阶段进行仿真验证。
结果表明，使用单位移传感器，可以准确检测输入力，并控制电机进行助力，系统位移控制达到设计要求。
关键词：线控制动系统；ADAMS；Simulink仿真中图分类号：U463.5 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)08-70-04Simulation of Brake-by-Wire System Based on Simulink*Liu Fan, Zhang Peng, Yan Qiushuang, Tang Jiabao（School of Mechanical Electronic and Information Engineering, China University of Mining andTechnology-Beijing, Beijing 100083）Abstract: The assembly model of Brake-by-Wire system was established by Solidworks software. The working principle and the motion status are analyzed. The dynamics model of Brake-by-Wire system is established by the utilization of Adams simulation platform. By building simulation control program in Matlab/Simulink environment, the assistance stage of system in different cases of displacement sensor is simulated and verified. The results show that the control system using the unit displacement sensor can accurately detect the input force and control the motor to assist, and the displacement meets the design requirements.Keywords: Brake-by-wire system; ADAMS; Simulink simulationCLC NO.: U463.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)08-70-04前言汽车的制动性能直接关系到汽车的安全。
基于MatlabSimulink的电动汽车仿真模型设计与应用
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。
轿车制动性能仿真分析与计算
进行轿车制动性能的仿真分析和计算通常涉及以下步骤和考虑因素：
步骤一：建立轿车制动系统模型
1. 车辆参数收集：收集轿车相关参数，如质量、车轮半径、制动器类型等。
2. 制动系统建模：建立轿车制动系统的数学模型，包括制动盘、刹车片、制动液、制动缸等组成部分。
步骤二：制动力计算
1. 制动力分析：根据制动器和车速等参数计算制动力的大小。
2. 摩擦系数考虑：考虑轮胎与地面的摩擦系数，影响制动力的传递效果。
步骤三：制动距离仿真
1. 刹车距离计算：利用制动力和车辆动力学方程计算制动过程中的制动距离。
2. 不同情况考虑：考虑干燥、潮湿、结冰路面等不同路况对制动距离的影响。
步骤四：热力学分析
1. 制动系统热平衡：考虑制动过程中制动系统的热平衡问题，防止制动器过热失效。
2. 材料特性影响：考虑制动盘和刹车片材料的热特性对制动性能的影响。
步骤五：模拟验证与优化
1. 仿真验证：运用仿真软件（如ADAMS、Simulink等）进行制动性能的仿真验证。
2. 性能优化：根据仿真结果对制动系统进行优化设计，提高制动性能。
以上步骤涉及到多个领域的知识，包括车辆动力学、制动系统设计、热力学等。
在实际工程中，通常需要借助专业的仿真软件和工程计算工具来进行轿车制动性能的分析与计算。
MATLAB／Simulink在汽车防抱死系统仿真分析中的应用
ＭＡ Ｓ Ｌ Ｂ ｕｉｋ Ｔ Ａ ／ ｉ 在汽 车 防抱 死 系统 ｍ ｌ ｎ
仿 真 分 析 中 的应 用
口 奇瑞汽车股份有限公司乘用车工程研究三院 黄 巨成 陈志鹏
一
、
引言
力开 始随 滑移 率 的增加 而迅 速增 加 ；
其基 本原 理就 是利 用车 轮 滑移率 的 门
汽车防抱死系统 （ 以下 简 称 Ａ Ｓ） Ｂ
当 滑 移 率 增 至 某 值 Ｓｐ时 ，制 动 力 则 限值 及参 考滑 移 率设计 控 制逻辑 ，使 ｏｔ
对 于缩短 汽 车的 制动距 离 、增 加汽 车 随滑移率 的增加而迅 速减少 。公式１ 说 得 车 轮 的 滑 移 率 保 持 在 峰 值 附 着 系 数 制动时 的方 向稳定 性 、减少 汽车 制 动 明 了车速 与轮 速 的关 系 ：当滑移 率 为 附 近 ，从 而 获 得 最 大 的 地 面 制 动 力 和 过 程 中的侧 滑 以及 提高 汽 车制 动时 的 １ ， 车 速 与 轮 速 相 等 ；当 滑 移 率 为 ０ 最 小的 制动距 离 。 同时获 得较 大的侧 时 安全 性具 有 非常 重要 的意义 。开 发汽 时 ，车轮 已经 处于 抱死 状 态。车 轮抱 向 力 ，保 证制 动 时的侧 向稳 定性 ，汽 车 的Ａ Ｓ Ｂ 需要通过大量的实车试验来确 Ｂ 的基 本工作原理如图２ 所示 。 死滑 移时 ，不 仅 制动 力减 少 ，制动强 车Ａ Ｓ 定汽车Ａ Ｓ ８ 系统的结构与工作参数 ，也 度 降 低 ， 而 且 车 轮 侧 向 附 着 力 也 大 大 可 以通 过 对 汽 车 Ａ Ｓ 统 的 仿 真 研 究 初 Ｂ系 减 少 。 因此 ，当前轮 抱 死滑 移 时 ，车 步 确 定 Ａ Ｓ 统 的 参 数 ，再 确 定 实 际 汽 ８系 、 辆 丧 失 转 向 能 力 ； 而 后 轮 抱 死 滑 移 则 车Ａ 系统 的结构。通过少量的试验验 Ｓ Ｂ －一 证 发 现 ，后 一 种 方 法 需 要 付 出 小 的 代 属 于不 稳定 工况 ，易引起 车辆 急速 甩
基于Matlab／Simulink的汽车防抱制动控制逻辑
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：Ａｎ ｉｌ ｋ Ｂｒ ｋｎ ｙ ｔｍ ； ｏ ｔｏ ｏ ｉ Ｍａｌｂ ｉ ｌ ｉｋ； ｔｔｆｏ ｔ—ｏ ａ ｉｇ Ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｒｌｌｇｃ； ｔ ／Ｓｍｕ ｎ ｓ ｅ ｗ ｃ ａ ａ ｌ
近几 年 ， 防抱 制 动 系 统 的 研 究 与 开 发 已成 为 国 内汽 车业 的技 术 热 点 ． 管 研 究 的 方 法 各 种 各 尽
ｖｈｃ ｔｌ ｋｂａ ｉ ｙｔ （ Ｂ ） ａｅ ｎＭ Ｔ Ａ ／ ｉｕｉ ｅｅ ｐ ｅｔ ｎ ｉ ｎ ｎ， ｉ ｐ— ｅｉ ｅａ ｉｏ ｒｋ ｇｓｓ ｍ Ａ Ｓ ．Ｂ ｄｏ Ａ Ｌ Ｂ Ｓ ｌ ｎ ｄ ｖｌ ｍ ｎ ｅｖｒ ｍｅｔ ｔ ｓ ａ ｌ ｎ —ｃ ｎ ｅ ｓ ｍ ｋ ｏ ｏ ｈ
ｎ ｏ ｉ ｅ ｉ ｔ ｏ ｒ ｃ ａ ｎ ｌ ＡＢ ｙ ｔ ａ ｄ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｗ ｔ ｅ ｆｕ ｈ ｎ ｅ Ｓ ｓ ｓ ｍ， ｓ ｃ ｅ ｓ ｌ ａｉ ｓ ｔ ｅ ｄ ｓ ｎ ａ ｄ ｄ ｂ ｇ ｉ ｇ ｏ ｈ ｈ ｈ ｅ ｕ ｃ ｓｆ ｌ ｒｌ ｚ ｅ ｉ ｅ ｕ ｇｎ ｆ ｔｅ ｕ ｙｅ ｅ ｈ ｇ ｎ Ｓ ｔｆ ｗ ｍｏ ｅ ａ ｄ ｏ ｔ ｉｓ ｓ ｔ ｆ ｉｇ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅｆｒ ｎ ｅ ａ ｌ ｔ ｅ ｏ ｄ ｌ ｎ ｂ ａｎ ａｉ ｙ ｎ ｙ ｔｍ ｏ ｔ ｒ ｍａ ｃ ． ｓ ｏ ｐ ｏ
基于Simulink和VR工具箱的车辆制动稳定性计算机仿真
自由度分别 指 车身 纵 向和 横 向 的运动 、 身 的横 车
摆 运动 、 车轮的转 动 。 ４个
的一个 新 的发展 方 向 。建 立反 映 车辆制动 时 的运 动 特 征 的模 型 是研 究 车辆 制 动稳 定 性 的第 一 步 。 以往用 于研 究车 辆制 动性 能 的模 型 通常是 简化 的
已
能够很 好 的描述 车 辆 的纵 向、 向及 横摆 特征 。７ 横
收 稿 日期 ；０ ６０—５ ２ ０ —９２ ＊北 京 市 教 委 重 点 项 目和 北 京 市 自然 科 学 基 金 项 目资 助 （ 准 号 ： ２ Ｏ １０ ５ １ 批 ＫＺ Ｏ ４ ０ ００ ）
Ｆｍ，＋ １ Ｉ ｃ ｓ ， ， ｈ ０ “・ ０ ＋ Ｆ ｒ・ ｉａ＋ Ｆ ．） ｎ Ｉ． ｓ ｔｆ ｎ ， ＋
单轮模型， 此模 型 能 很 好地 反 映 车 轮在 制动 时的 抱 死 特性 ， 却 无 法 描述 车 辆 在 制 动时 的横 向及 但 横摆 运动 。 于此 原 因 ， 文 建立 了能够 体现 车辆 基 本
，
制动 时 运 动特 征 的 ７自由度 仿 真 模 型 ， 利 用 虚 并
拟现 实 技 术 实现 了仿 真结 果 的 虚 拟演 示 ， 为研 究 车辆 制动稳 定性 提 供 了依 据 。
ｎ 一 Ｆ。． ・ ｉ３＋ Ｆ Ｉ・ ｏ ＃一 Ｆ。． ・ ｉ３＋ （ ｌ Ｉ ｓ ｆ ｎ Ｉ． ｃ ｓ ｔ ｆ ｌ ｓ ｆ ｎ
Ｆ ｒ ｃｓ ）一 ｂ Ｆａ１＋ Ｆａｉ ｌ－）・ ｏ３ ｌｆ （ｌ ． １￣） ｔｔ ＂
（） ３
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横 摆运 动 。在建模 时可 以忽略 一些对 稳定性 影 响
基于matlab对汽车制动性分析毕业论文
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——ABS——ASR（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。）
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 • 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． • 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
制动效能恒定性
• 制动效能的恒定性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。
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、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
基于Matlab的汽车制动性分析
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。
基于matlab的车辆工程仿真实例
基于matlab的车辆工程仿真实例基于MATLAB的车辆工程仿真实例MATLAB是一种强大的数学计算软件，广泛应用于各种领域，包括车辆工程。
在车辆工程中，MATLAB可以用于模拟和优化车辆的性能，例如加速、制动、悬挂、转向等。
本文将介绍一个基于MATLAB的车辆工程仿真实例，以展示MATLAB在车辆工程中的应用。
本实例是一个简单的车辆加速仿真，目的是评估车辆的加速性能。
仿真模型包括车辆、发动机、变速器和轮胎等组成部分。
车辆模型采用简化的二自由度模型，发动机模型采用简单的动力学方程，变速器模型采用离散化的传动比，轮胎模型采用简单的摩擦力模型。
仿真过程中，输入加速踏板位置信号，输出车辆速度和加速度信号。
仿真过程中，需要对车辆模型进行参数化，以反映实际车辆的性能。
例如，车辆质量、空气阻力系数、轮胎摩擦系数等参数都需要根据实际车辆进行调整。
此外，还需要对发动机和变速器模型进行参数化，以反映实际发动机和变速器的性能。
例如，发动机最大功率、最大扭矩、变速器传动比等参数都需要根据实际车辆进行调整。
仿真结果显示，车辆加速性能与输入加速踏板位置信号密切相关。
当加速踏板位置信号为0时，车辆速度为0；当加速踏板位置信号为最大值时，车辆速度达到最大值。
此外，车辆加速性能还受到车辆质量、空气阻力系数、轮胎摩擦系数等因素的影响。
通过调整这些参数，可以优化车辆的加速性能。
基于MATLAB的车辆工程仿真可以帮助工程师评估车辆的性能，优化车辆的设计和调整车辆的参数。
本文介绍的车辆加速仿真只是车辆工程仿真的一个简单实例，实际应用中还可以进行更复杂的仿真，例如车辆制动、悬挂、转向等方面的仿真。
MATLAB的强大计算能力和丰富的工具箱使得车辆工程仿真变得更加容易和高效。
基于MATLAB_Simulink的ABS仿真
基于MATLAB/Simulink的ABS仿真研究摘要：为了研究ABS的制动过程，本文在分析汽车制动防抱死系统(ABS)工作原理的基础上，在MATLAB/Simulink环境下构建ABS动力学模型进行仿真实验，研究ABS对整车性能的影响，并绘制相关参数仿真曲线进行分析研究。
结果表明，ABS装置对车辆制动性能有较大影响。
关键词：仿真；ABS；MATLAB/Simulink；车辆动力学模型Simulation Study of the Anti-Lock Braking Systembased on MATLAB/SimulinkAbstract: In order to study the ABS braking process, this paper analyzed the working principle of ABS, built ABS vehicle dynamic model with MATLAB/Simulink methods to make simulation experiment, researched the influence of vehicle performance caused by ABS and researched the relevant parameters stimulation curve. The result shows that the ABS has a great impact on vehicle braking performance. Key words: stimulation；ABS；MATLAB/Simulink；vehicle dynamic model0.引言ABS(Anti-lock Braking System)，即车辆防抱死制动系统，是一种主动安全装置，它能够缩短汽车制动距离，增加汽车制动时的方向稳定性，减少汽车制动过程中的侧滑现象，提高汽车制动时的安全性能，减少交通事故的发生，已成为当今车辆的必备装置。
2汽车制动-Simulink介绍
du dt
hg )
L
Fz
2
m(g cos
a g sin
hg
du dt
hg )
L
（2）
（4）
对前后轴由动量矩定理得
Fxb1r1
T1
J1
w1
(5)
Fxb2r2 T2 J2 w2
2. 建立轮胎模型 轮胎模型主要是指制动过程中车轮附着力及其影响参数的 函数表达式,通常都是指车轮纵向附着系数与各参数的变 化关系.它们之间的经验的关系式很多,比较常用的 H.B.Pacejka提出的魔术公式:
主要应用系统
• 控制系统； • 通讯系统物理层和数据链路层； • 动力学系统； • 数字信号处理系统； • 电力系统； • 生物系统； • 金融系统
基于Matlab/Simulink的汽车制动过程的仿真
通过建立汽车制动过程的数学模型，建 Matlab/Simulink仿真模块，对某车制 动过程进行仿真。并对汽车制动器制动力 矩增长率和整车质量对制动过程的影响进 行简要的分析。
要取决于这个阶段。
2. 建立制动过程的模型
汽车制动过程的模型包括整车的动力学模型、制动 器的数学模型和车轮模型、整车的动力学模型
设一质量为M的汽车在坡度为的斜坡上下坡行驶时， 忽略空气阻力和滚动阻力，取汽车旋转质量换 算系数为1受力如图1所示，
制动时的微分方程为
m
du dt
G
sin －Fxb1－Fxb2
1．制动过程分析
汽车的制动，从驾驶员踩上踏板到汽车停止，大 体上可分为三个阶段。第一阶段是制动系统的反应 滞后，这一阶段制动器没有真正起作用，汽车仍按 原来的速度行驶。第二阶段是从制动器起作用到车 轮抱死拖滑。这一阶段制动力不断增大，车轮边滚 边滑直至抱死。
ABS的simulink仿真分析详细步骤_New
ABS的simulink仿真分析详细步骤_NewABS的simulink仿真分析详细步骤基于Matlab/Simulink 的汽车ABS 建模与仿真一、汽车制动时滑移率与附着系数的关系汽车制动时，随着制动强度的不断增加，车轮滚动的成分会越来越少，同时车轮滑动的成分将越来越多。
一般用滑移率λ来说明制动过程中滑动成分的多少。
滑移率的定义是：100%vr vωλ-=⨯式中，v 为车轮中心的速度；r 为车轮的滚动半径；ω为车轮的角速度。
在纯滚动时，车速v=ωr ，滑移率λ=0；在纯滑动时，车轮的角速度ω=0，滑移率λ=100%；在车轮边滑边滚时，0<λ<l00%。
所以，滑移率的大小反映了车轮运动过程中滑动成分所占得比例。
滑移率越大，则车轮运动过程中滑动的成分越多。
附着系数与滑移率的关系曲线如图1所示：图1滑移率与附着系数的关系根据制动时附着系数与滑移率的关系曲线可知，当把车轮滑移率的值控制在最佳滑移率20%附近时，汽车将能够获得最好的制动效能同时还拥有较好的方向稳定性。
附着系数的数值主要取决于道路的材料、路面的状况、轮胎的结构、胎面花纹、材料以及车速等因素。
因此对于不同的路面来说，附着系数与滑移率的关系是不同的。
图2是不同路面的附着系数与滑移率的关系。
图2 不同路面的附着系数与滑移率的关系路面峰值附着系数滑动附着系数沥青或混凝土（干）0.8--0.9 0.75 沥青（湿）0.5—0.7 0.45—0.6混凝土（湿）0.8 0.7砾石0.6 0.55 土路（干）0.68 0.65土路（湿）0.55 0.4—0.5雪（压紧）0.2 0.15冰0.1 0.07表1 各种路面上的平均附着系数二、汽车ABS原理汽车ABS作为一种主动安全装置，它可以通过调节车轮制动压力将汽车前后车轮的滑移率控制在最佳滑移率附近，使汽车在获得最大地面制动力的同时拥有良好的方向稳定性。
1 、汽车ABS的控制原理在常见的ABS 系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置ECU）。
基于carsim与Simulink的汽车AEB自动紧急制动联合仿真研究
基于carsim与Simulink的汽车AEB⾃动紧急制动联合仿真研究HUBEI UNIVERSITY OF AUTOMOTIVE TECHNOLOGY课程名称：汽车服务⼯程专业课程设计设计题⽬：基于carsim与Simulink的汽车AEB⾃动紧急制动联合仿真研究班级：T1343-7 专业：汽车服务⼯程学⽣姓名：学号：指导教师（签字）：起⽌⽇期：2016 年12 ⽉26 ⽇—2017 年 1 ⽉13 ⽇⽬录1. 设计任务及要求 (1)2. 进度安排 (1)3. 课程设计介绍 (1)4.整车动⼒学建模 (3)4.1 carSim简介 (3)4.2基于CarSim整车建模 (6)4.3仿真⼯况设定 (7)4.4仿真时间设定 (8)4.5双车整合 (9)5.Simulink控制系统建模 (10)6.CarSim/Simulink联合仿真 (11)7. 仿真结果分析 (15)1. 设计任务及要求1）尝试从以下⽅式找资料: 国内外论⽂，翻墙，⾕歌学术，国外新闻，国外整车⼚的官⽹（如沃尔沃的年度报告），国外⼀些技术论坛，国外⼀些评测机构的官⽹。
写出⼀份汽车AEB国内外调研报告。
2）Carsim安装、调试与熟悉与Simulink控制器模型建⽴联合仿真。
3）完成、提交⼀份联合仿真设计报告说明书。
2. 进度安排3. 课程设计介绍近年来，随着国民经济的发展，交通需求⽇益增加，城市车辆保有数量急剧上升，由此引起的城市交通拥堵、交通事故频发已经成为不容忽视的社会问题。
交通事故不仅危及⽣命，使国家和⼈民的财产遭受重⼤损失，⽽且还破坏道路运输的连续性，导致交通拥堵。
每天全球交通事故造成 3 万多⼈丧⽣、14万⼈受伤,其中15000 ⼈终⽣致残。
美国汽车协会估计，美国每年汽车事故造成的损失（以死亡、伤残、医疗和财产计）3000亿美元，令⼈想不到的是约 90%的交通事故与⼈的疏忽等有关。
另外，根据世界卫⽣组织( WHO) 的预测，道路交通伤害在全球疾病或受伤死亡原因排名中将不断上升，2030 年将成为第五⼤死亡原因。