基于MATLAB的汽车制动系统设计与分析软件开发.
基于MATLAB的汽车制动系统设计与分析软件开发_孙益民
上海汽车 2005.04
31
8 6. 38 3. 82
后Байду номын сангаас压
M Pa 8. 06 8. 29 6. 38 3. 19 3. 26
8 0 0
制动力 分配比
0. 64 0. 63 0. 64 0. 64 0. 64 0. 64 0. 64 0. 64
踏板力
N 262. 1 275. 8 210. 4 115. 6 319. 5 258. 4 210. 4 374. 6
本文将整车设计流程划分为两个阶段 :主 要 参数的预演和确定 、其他参数的预演和参数确定 。 即根据模块化设计思想 , 将原来一个闭环设计系
统分成两个小闭环系统 , 使设计人员更加容易把 握各参数对整体性能的影响 , 使调试更具针对性 。 其具体实施过程如图 1所示 。
3 软件开发
与图 1所示的制动系统方案设计流程对应 , 软 件开发也按照整车参数 输入 、预演及主 要参数确 定 , 其他参数确定和生成方案报告 4个步骤实现 。 3. 1 车辆参数输入
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上海汽车 2005. 04
设计研究
图 2 制动系设计预演界面
表 2 空载制动效能评估
空载制动效能 减速度 前管压 后管压 制动力 踏板力
(附着系数 1) 临界抱死
G B12676要求 检验制动
比例阀拐点 制动管路失效
m /s2 9. 75 5. 8 2. 9 1. 81 2. 9
M Pa 8. 48 4. 86 2. 21
表 1 满载制动效能评估
满载制动效能 减速度
(附着系数 0. 8) m /s2 临界抱死 7. 33
最大助力点 G B12676 要求
检验制动 助力器失效
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 GUI的商用汽车持续制动模拟系统开发
基于MATLAB GUI的商用汽车持续制动模拟系统开发张靖雯;冯红晶;陈琳【摘要】近年来，随着道路情况的进一步改善，商用汽车不断向着重型化、高速化发展。
持续制动系统可以在不使用传统制动系统的情况下，实现能量转化，为汽车提供持续的制动效果。
避免由于持续使用传统摩擦式制动装置而引起的热衰退，提高汽车的安全性。
本文通过分析国内外对于持续制动系统的研究，提出使用计算机模拟的方法来分析持续制动系统和车辆匹配的问题。
选择合适的程序平台，进一步开发后得到了一套商用汽车持续制动模拟计算系统。
%In recent years, with the future improvement of road conditions, commercial vehicle develops towards heavy type and high speed. Auxiliary brake system can provide continuous braking power for vehicle by transforming energy without traditional braking system, that avoids heat-fading accused by traditional friction braking device. And the vehicle is guaranteed. Studies about auxiliary braking system prove computer simulation is effective way to analyses the effect of auxiliary braking system and vehicle matching. Then choosing property application platform, I develops a system for simulating commercial vehicle longtime braking.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】3页(P67-69)【关键词】持续制动系统;计算机模拟;MATLAB GUI【作者】张靖雯;冯红晶;陈琳【作者单位】长安大学汽车学院，陕西西安 710064;长安大学汽车学院，陕西西安 710064;长安大学汽车学院，陕西西安 710064【正文语种】中文【中图分类】U463.5CLC NO.: U463.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2014)09-67-03传统进行车辆设计和整车匹配时，依靠的方法往往是经验或者手工计算。
基于Matlab的汽车制动力分配比优化设计
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VC++和Matlab的汽车ABS制动性能分析
目前对于汽车制动性能的研究 主要通过数字仿真 和制动试验 。 因为试验需要较高的成本 ， 且前期试 验存在一定 的盲 目 性 ，所 以制动试验多用于研究 后期。 在前期 的研 究 中需要 大量 的数字仿 真 ， 对 于 数字仿真需要借助一些仿真软件 ， Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ和 Ｖ ｃ ＋ ＋ 在仿真 中经常用到。Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 有许多功能强大的数 学 函数 和二 维及 三维 图形 工具 ，在 汽车 制 动性 能 仿真上有着广泛的应用。 但是 ， Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 不能脱离其 编 译环境 运行 ， 且界 面编 写功 能简单 。 对 于仿真 主 程序的开发则主要采用 目前较流行的 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ ｃ ＋ ＋ ，
ｌ 汽车 Ａ Ｂ Ｓ制动原理
Ａ Ｂ Ｓ 是 防抱 死制 动装 置 ，它是在 制动 过程 中 防止 车轮被 制动 抱死 ，提 高汽车 的方 向稳 定性 和 转 向稳 定性及 转 向操纵 能力 ，缩 短制 动距 离 的安 全 装置 ｌ ｌ ｌ 。为 了简 化分 析 ， 通 过二 自由度单 轮模 型 来介 绍 汽车 Ａ Ｂ Ｓ的制 动原理 。受 力情况 如 图 ｌ 所 示 ，忽 略空气 阻力 和滚 动摩擦 力运 动微 分 方程 如
Ｃ ／ Ｃ ＋ ＋代码调用。但是这种方法不支持 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 对 象 ，不 能 处理 具 有嵌 套 调 用其 他 ｍ 文 件 的 ｍ文 件， 不能编译 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ的部分 内联 函数 ， 并且转 换代
码 的可读性 差 。
图 １ 制动 时车 轮 受 力分 析
（ ３） 通过 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ 方式
过 Ｍａ ｔ ｃ ｏ ｍ将 ｎ ｌ 文件转化 为 ｃ ｐ ｐ文件 加入 到 ＶＣ 工程 中 实现联 合仿 真 的方 法。 并 以Ｂ ＹＤ Ｆ ３为例 进 行 了 Ａ Ｂ Ｓ制 动性 能 分析 ，证 明 了联 合 仿 真 的优 越 性 及 其 在 Ａ Ｂ Ｓ 性 能分 析 中的 可行性 。
基于MATLAB及VB的汽车防抱死制动系统联合仿真设计研究
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。
基于Matlab的汽车ABS系统设计
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FSAE制动系设计
基于 matlab 的 FSAE 制动系设计
刘杰灵，薛毅炜
（江苏大学汽车与交通工程学院，江苏 镇江 212000）
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。 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 中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)13-155-04
单侧轮缸工作容积=活塞行程*活塞面积
（7）
பைடு நூலகம்
根据轮缸工作容积，考虑实际可能的误差将其值扩大 1.1
2.1 整车预设参数及参数的选取
轴 距 L（mm）
1560
满载质量（N）
2940
车轮滚动半径(m)
0.232
质心高度 hg（mm） 质心至前轴距离 L1（mm） 质心至后轴距离 L2（mm） 卡钳活塞面积（mm^2）
引言
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、
Matlab技术在汽车控制系统和智能交通中的应用
Matlab技术在汽车控制系统和智能交通中的应用引言Matlab是一种被广泛使用的计算软件，其强大的计算和数据可视化能力使其成为许多工程领域首选的工具之一。
在汽车控制系统和智能交通领域，Matlab技术的应用得到了越来越多的关注和应用。
本文将探讨Matlab技术在汽车控制系统和智能交通中的应用，并分析其优势和挑战。
一、Matlab技术在汽车控制系统中的应用1. 车辆动力学分析Matlab可以通过建立车辆动力学模型，对车辆在不同动力输出情况下的性能进行模拟和分析。
这对于汽车控制系统的设计和优化具有重要意义。
通过调整参数和设计控制策略，可以提高车辆的操控性和燃油效率。
2. 制动系统设计Matlab提供了一套强大的工具箱，可以用于设计和优化制动系统。
通过模拟不同的制动力分配策略和参数，可以评估制动系统的性能，如制动距离、刹车时间等。
这有助于提高汽车的安全性能。
3. 悬挂系统优化悬挂系统是汽车控制系统中的一个重要组成部分。
Matlab可以帮助工程师建立悬挂系统的数学模型，并通过仿真分析不同参数和控制策略对悬挂系统性能的影响。
这有助于优化悬挂系统的设计，提高车辆的操控性和乘坐舒适度。
4. 节能与排放控制随着环保意识的提高，汽车的节能与排放控制变得越来越重要。
Matlab可以帮助工程师构建节能与排放模型，并通过模拟和优化分析提出改进措施。
这有助于减少汽车对环境的影响，提高燃油利用率。
二、Matlab技术在智能交通中的应用1. 交通流量模拟与优化智能交通系统需要准确模拟和优化交通流量，以实现交通拥堵的缓解和资源的合理利用。
Matlab提供了交通流量仿真的工具箱，可以根据道路网络、车辆流量和信号灯等参数进行模拟和优化。
通过对不同交通策略的模拟，可以提出交通优化的方案。
2. 路况识别与预测智能交通系统需要实时识别和预测路况信息，以实现交通的智能调度。
Matlab可以通过图像处理和信号处理技术对路况信息进行识别和预测。
基于MATLAB的汽车防抱死制动系统仿真研究
装载 数据
电磁阀信号 车轮角速度
ＡＢＳ
制动踏板 转向角
油门踏板
电磁阀信号 制动踏板 转向角 油门踏板
车轮角速度 车轮速度
电磁阀信号 １ 车辆横向速度
方向盘转角
驾驶员模型
车辆模型
图 ２ 车辆动力学模型系统
２．１ 驾驶员模块 在这一模块中包括了一个开环的输入系统， 即
驾驶员的工作输出， 它包括转向输出、制动输出和油 门输出， 这三种输出实际上就是驾驶员对方向盘、制 动踏板和油门踏板的操作动作， 如图 ３ 所示。
１ 车轮角速度
Ｃｏｎｖｅｒｔ 转换函数
ａｐ ｄｉｏ
ＳＲ
ｓｔ
Ｌｏｇｉｃ１
ａｐ ｄｉｏ
ＳＲ
ｓｔ
Ｌｏｇｉｃ２
Ｓｃｏｐｅ１
１ 电磁阀信号
ａｐ ｄｉｏ
ＳＲ
ｓｔ
Ｌｏｇｉｃ３
ａｐ ｄｉｏ
ＳＲ
ｓｔ
Ｌｏｇｉｃ４
图 ５ 用 Ｓ ｉｍｕｌｉｎｋ 构造的防抱制动控制器模型
３ 防抱制动控制逻辑 Ｓ ｔａ ｔｅ ｆｌｏｗ 模型的构建 与调试
图 ４ 车辆模型
Ｓｃｏｐｅ １
车轮角速度
Ｓｃｏｐｅ２ ２
车轮速度
３ 电磁阀信号 １
４ 车辆横向速度
５ 方向盘转角
Ｓｃｏｐｅ１
Ｓｃｏｐｅ４
２．３ 控制器模块
控制器模块主要是 ＡＢＳ 控制器。防抱控制逻辑
即包含在控制器模块中， 并主要是用逻辑条件来实
现的。在计算机软件编程中即是用 ｉｆ……ｔｈｅｎ 等逻
辑语法结构来描述的； 由于制动条件、路况的复杂
性， 导致了控制逻辑的复杂性， 当控制逻辑非常复杂
时， 这种描述也变得十分复杂。在我们的系统中可以
基于MATLAB的汽车制动性能分析研究
［ 关键词 ］ 制动性能 ； ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ；制动力分配 ； 附着 系数 ； 制动强度
［ 中图分类号 ］ Ｕ ４ ６ ２ ． ３ ２
［ 文献标 志码 ］ Ａ
［ 文章编号］ １ ６ ７ ３ — ３ １ ４ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ０ ０ ７ １ — ０ ４
［ Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］ Ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉ ｒ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ａ ｓ ｅ ａ ｎ ｌ ａ ｙ ｓ ｉ ｓ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ
Ｒｅ ｓ ｅ ａｒ ｃ ｈ ｏｎ Ｖｅ ｈｉ ｃ ｌ ｅ Ｂｒ ａ ｋｅ Ｃｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏｎ Ｍ ＡＴＬＡＢ
Ｃｈ ｅ ｎ Ｌ ｉ ｎ ａ
（ Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ＆Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ， Ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃ ｉ ｔ ｙ ， Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ３ １ ０ ０ １ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
０ 引言
汽 车 行驶 时 能 在短 距离 内停 车且 维 持行 驶 方 向稳 定 性 和 在 下 长坡 时 能维 持 一 定 车 速 的能 力 ， 称 为汽 车 的制 动 性 。制 动性 是 汽 车 主动 安全 性 的 重要 评 价 指标 。 制动 性 的评 价指 标包 括 ： 制 动效 能 （ 制 动距 离 与 制动 减 速度 ） ； 制 动效 能恒 定 性 ； 制 动 时 的方 向稳 定 性 。本 文 主要 利用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ研 究 汽 车 的制 动性 能 ［ １ ］ 。 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ是 Ｍａ ｔ ｈ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 公 司推 出的 一套 高效
基于MATLAB和LabwindowsCVI的车辆刹车系统仿真
价值工程0引言车辆的安全性能一直是人们关注的焦点。
在出现危险情况以后，一个良好的刹车系统能够保障人们的生命安全。
因此,通过对车辆刹车系统进行仿真实验是检验车辆刹车性能的一种很好的办法。
对车辆刹车性能的分析，受到诸多因素的影响，如汽车速度的变化、道路的路况(如结冰、积水、积雪、路面是否平整等)、车辆周围的风速风向、轮胎的充气压力及材质和刹车盘温度的变化及材料等。
但从本质上讲这些因素影响的是轮胎与地面的结合系数，由于这些因素与结合系数关系的不确定性和非线性及刹车系统的复杂性，使车辆防滑刹车系统呈现非线性，给刹车控制带来一些麻烦。
要进行车辆刹车系统的仿真研究,一方面要建立可以精确描述刹车系统的数学模型；另一方面,则要对全系统进行逼真的仿真。
本文中的系统模型主要在MATLAB/Simulink 环境下建立，采用Labwindows/CVI 编写相应的人机接口以及与下层MATLAB/Simulink 之间的高级应用接口[1]。
在常见的仿真工具中,MATLAB 具有功能强大、方便灵活的特点，但在实际的仿真应用中，为了能够得到更加逼真的仿真环境以及实现对仿真过程的实时控制，在一些特殊情况下需要与C 语言进行混合编程，这主要是因为以下几方面原因。
首先，基于MATLAB 的仿真过程中，用户难以实现对仿真参数的修改，当用户需要在仿真过程中需要在线修改某些参数时，必需结束仿真才能实现；通过Labwindows/CVI 和MATLAB 之间建立的数据通讯机制，可以有效地解决这一问题，实现仿真过程的在线调参。
其次，MATLAB 无法实现对底层硬件和系统资源的访问，而基于C 语言的开发环境可以实现对底层硬件的访问和数据交换。
第三，MATLAB 适合数学建模与仿真处理，不适合开发应用程序与其它软硬件的接口，C 语言环境应用广泛但缺乏专业的数据分析处理能力。
因此，汽车刹车系统仿真的软件开发采取MATLAB/Simulink 与CVI 混合编程是一个很好的选择[2]。
基于MATLAB的汽车运动控制系统设计仿真
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的汽车制动系统设计与分析软件开发
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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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的汽车运动控制系统设计
基于MATLAB的汽车制动系统设计杨东（昆明理工大学交通工程学院昆明 650500）摘要：本课题以汽车制动控制系统的设计为应用背景，利用MATLAB语言并结合制动理论，开发能进行制动系匹配设计进行设计与仿真。
首先对汽车的运动原理进行分析，建立控制系统模型，确定期望的静态指标(稳态误差)和动态指标(超调量和上升时间)，最终应用MATLAB环境下的M文件来实现汽车运动控制系统的设计。
其中M文件用step( )语句来绘制阶跃响应曲线，根据曲线中指标的变化进行PID校正。
关键词：PID 校正；制动系；匹配设计；稳态误差；最大超调量1引言随着国民经济的快速发展，道路条件得到不断改善，高速公路与日俱增，汽车速度普遍提高。
近年来，由于国内汽车保有量的迅速增长（超过４０００万辆），交通事故频繁发生，汽车的安全性能受到普遍重视。
汽车制动系统的结构和性能直接关系到车辆、人员的安全，是决定车辆安全性的主要因素。
进行汽车运动性能研究时．一般从操纵性、稳定性和乘坐舒适性等待性着手。
但近年来．随着交通系统的日趋复杂，考虑了道路环境在内的汽车运动性能开始受到关注。
因此，汽车运动控制系统的研究也显得尤为重要。
在现代控制工程领域中，最为流行的计算机辅助设计与教学工具软件是MATLAB语言。
它是一种通用的科技计算、图形交互系统和控制系统仿真的程序语言。
在可以实现数值分析、优化、统计、自动控制、信号及图像处理等若干领域的计算和图形显示功能[1]。
非常适合现代控制理论的计算机辅助设计。
MTALAB还提供了一系列的控制语句[2,3]，这些语句的语法和使用规则都类似FORTRAN、C等高级语言，但比高级语言更加简洁。
它已经成为国际控制界最为流行的计算机辅助设计及教学工具软件，在科学与工程计算领域有着其它语言无与伦比的优势。
2 汽车制动系的匹配设计2．1确定设计目标2．1．1车辆类型及整车质量参数首先要明确设计车辆的类型及相关的整车质量参数，这些内容由总布置给出。
基于MATLAB的汽车制动过程仿真
基于MATLAB的汽车制动过程仿真摘要：在参考国内外大量文献的基础上，文章建立了ABS制动防抱死系统的单轮模型，对现代ABS防抱死制动系统的不起作用过程和起作用过程进行了仿真分析，并运用MATLAB语言编制了汽车制动过程的仿真软件，结合具体数据对汽车制动过程进行了仿真。
仿真结果表明，文章建立的汽车制动系模型是可靠的、准确的，可为汽车制动系的设计提供理论参考。
关键词：制动系统；防抱死制动系统；仿真近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，车辆制动系统的重要性表现得越来越明显，众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血；另一方面，随着科技的不断发展，计算机辅助设计技术越来越广泛地应用在各种设计领域，汽车设计也不例外。
在汽车设计中使用动力学仿真可以在设计阶段预测产品性能，改善产品的结构，同时也能够评价已有产品的质量、性能等，优化产品的设计，缩短产品的研制周期，节约开发费用。
目前，在国际上对汽车的开发设计和性能预测的要求越来越精确，要求新产品（新车型）的开发周期越来越短。
那么，传统的开发设计方法已不适应这些要求，而仿真软件设计正是解决这些问题的。
1 ABS防抱死制动系统建模1.1 单轮模型2 ABS防抱死系统仿真2.1 ABS不起作用的制动过程在分析ABS之前，先分析ABS不起作用时的制动过程，根据单轮模型、轮胎模型和制动器模型，汽车的制动控制过程可以细化成如图2所示的流程。
当驾驶员踩下制动踏板，制动器开始起作用，这时制动器模型和轮胎模型分别将制动力矩和地面附着系数传给单轮模型，单轮模型计算出车轮的角速度，并把这个角速度传给滑动率模型，滑动率模型在得到前时刻的汽车车身速度，计算出此时的滑动率，然后将滑动率传给轮胎模型，轮胎模型一方面计算出车身的减速度，为计算下一时刻的车速做准备，另一方面将得出的地面附着系数传给下次仿真的轮胎模型，这样不断的作用，直到车身速度为0，汽车制动完成。
将上述理论用MATLAB的SIMULINK仿真模块实现，具体仿真过程如图3所示。
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基于MAT LAB 的汽车制动系统
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设计与分析软件开发
孙益民(上汽汽车工程研究院
【摘要】根据整车制动系统开发需要, 利用MAT LAB 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。
【主题词】制动系汽车设计
统分成两个小闭环系统, 使设计人员更加容易把
1引言
制动性能是衡量汽车主动安全性的主要指标。
如何在较短的开发周期内设计性能良好的制动系统一直是各汽车公司争相解决的课题。
本文拟根据公司产品开发工作需要, 利用现有MA T LAB 软件平台, 建立一套面向设计工程师, 易于调试的制动开发系统, 实现良好的人机互动, 以提高设计效率、缩短产品开发周期。
握各参数对整体性能的影响, 使调试更具针对性。
其具体实施过程如图1所示。
3软件开发
与图1所示的制动系统方案设计流程对应, 软件开发也按照整车参数输入、预演及主要参数确定, 其他参数确定和生成方案报告4个步骤实现。
3. 1车辆参数输入
根据整车产品的定位、配置及总布置方案得出空载和满载两种条件下的整车质量、前后轴荷分配、质心高度, 轮胎规格及额定最高车速。
以便获取理想的前后轴制动力分配及应急制动所需面临的极限工况。
3. 2预演及主要参数确定
在获取车辆参数后, 设计人员需根据整车参数进行制动系的设计, 软件利用MAT LAB 的G U I 工具箱建立如图2所示调试界面。
左侧为各主要参数, 右侧为4组制动效能仿真曲线, 从曲线可以查看给定主要参数下的制动力分配、同步附着系数、管路压力分配、路面附着系数利用率随路况的变化曲线, 及利用附着系数与国标和法规的符合现制动器选型、性能尺寸调节, 查看液压比例阀、感载比例阀、射线阀等多种调压工况的制动效能, 并通过观察了
2汽车制动系统方案设计流程的优化
从整车开发角度, 制动系统的开发流程主要包括系统方案设计、产品开发和试验验证三大环节。
制动系统的方案设计主要包含结构选型、参数选择、性能仿真与评估, 方案确定4个环节。
以前, 制动系统设计软件都是在完成整个流程后, 根据仿真结果对初始设计参数修正。
因此, 设计人员往往要反复多次方可获得良好的设计效果, 而且, 在调试过程中, 一些参数在特定情况下的相互影响不易在调试中发现, 调试的尺度很难把握。
本文将整车设计流程划分为两个阶段:主要参数的预演和确定、其他参数的预演和参数确定。
即根据模块化设计思想, 将原来一个闭环设计系
收稿日期:2004-12-27
3本文为上海市汽车工程学会2004年(第11届学术年会优秀论文。
上海汽车20051
04
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
・29・
图1整车制动系统方案设计
解各参数变化对制动效能的影响趋势, 结合车型将来的运行路况, 选取合适的参数组。
3. 3其他参数确定
通过预演和调试, 制动系主要参数已经确定。
下一步开始试选执行机构参数及其他辅助装置参数, 即踏板及手制动的杠杆比、真空助力器及主缸参数、摩擦面积等。
从而获得各种试验工况(临界抱死、G B12676、检验制动、管路失效、比例阀拐点、助力器失效、助力器和管路失效等满载和空载的行车制动效能及减速度-踏板力关系曲线、制动器热负荷、驻车制动效能等, 设计人员可以查看给定参数下任何一项性能指标, 并结合实际要求返回上一步对设计参数修正和优化。
3. 4生成方案报告
有效初始数据和运行结果导入数据文件, 同时, 自动启动W o rd 格式的性能报告模板。
由此, 可以获得完整的制动系统设计和性能分析报告。
4系统应用和验证
以上汽赛宝车制动系统为例, 在输入整车参数后, 启动预演程序, 设置制动系统参数, 获得制动效能仿真结果如图2所示。
进一步输入制动系统其他参数, 选择满载和空载仿真的路面附着系数分别为0. 8和1. 0。
即可获取整车制动设计和性能分析报告。
表1和表2为报告中返回的满载制动效能评估表。
表1满载制动效能评估
满载制动效能减速度前管压后管压制动力踏板力
(
27. 337. 425. 82. 92. 97. 242. 91. 7
8. 128. 598. 383. 193. 2686. 383. 82
8. 068. 296. 383. 193. 26800
当经过调试, 确认设计的制动系满足要求后, 设计人员通常需要获取该车型制动系统的设计及性能分析报告, 作为产品开发依据。
为此, 该软件利用MAT LAB 数据接口, 将数据和图像读入指定的数据文件, 并将数据文件链接到事先创建的wo rd 模板文档。
当点击“性能报告”图标时, 系统将逐个运行整车制动性能的所有程序, 并将所有・30・
分配比
0. 640. 630. 640. 640. 640. 640. 640. 64
临界抱死最大助力点G B12676要求检验制动助力器失效比例阀拐点制动管路失效剩余制动
262. 1275. 8210. 4115. 6319. 5258. 4210. 4374. 6
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图2制动系设计预演界面
表2空载制动效能评估
空载制动效能减速度前管压后管压
(
参考文献
1舒红, 吴建生. 汽车制动系设计计算软件开发研究. 北京: 制动力踏板力分配比
0. 740. 710. 650. 640. 71
272. 6165. 286. 580. 1165. 2
临界抱死G B12676要求检验制动比例阀拐点制动管路失效
9. 755. 82. 91. 812. 9
2
8. 484. 862. 2124. 86
5. 243. 432. 1120
北京汽车, 1999(1
2王良模等. 汽车液压制动系统设计和分析软件的开发. 南京:南京理工大学学报, 2001(3
3张志勇等. 精通MAT LAB6. 北京
:北京航空航天大学出版
社, 2003. 3
4G B /T 12676-1999. 中华人民共和国国家标准, 汽车制动系结构、性能和试验方法.
5结论
A bstract
(1 模块化设计将整个设计流程分段完成, 简
化了设计过程, 克服了设计和调试的盲目性和不确定性。
(2 预演程序的开发使设计人员可以及时查看到每一个参数调整对制动效能的影响, 使调试过程更富针对性。
(3 基于MA T LAB 平台及其G U I 工具箱开发的制动性能仿真系统实现了良好的人机互动, 设计和性能报告文档的自动生成, 极大地方便了设计人员, 也使整个开发流程更加规范。
MAT LAB p latfor m is used to launch the design and perfo r m ance si m ulation soft ware of auto brake system in accordance w ith the requirem ent fo r developm ent of auto brake system.
The user -friendly interface and modular design of this soft ware can effectively reduce the R &D ti m e, i mp rove design efficiency . Finally, taking S ABRE from S A I C as an examp le, feasibility of the soft ware is verified .
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