汽车理论课后作业matlab编程详解（带注释）

1.3matlab程序：

（1）

%驱动力-行驶阻力平衡图 %货车相关参数。 m=3880; g=9.8; nmin=600; nmax=4000; G=m*g;

ig=[5.56 2.769 1.644 1.00

0.793];y=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; n=600:10:4000;

%发动机转数转换成汽车行驶速度。 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; ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;

%计算各档位驱动力。

Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; Ft1=Tq*ig(1)*i0*y/r; Ft2=Tq*ig(2)*i0*y/r; Ft3=Tq*ig(3)*i0*y/r; Ft4=Tq*ig(4)*i0*y/r; Ft5=Tq*ig(5)*i0*y/r;

%计算行驶阻力。

Fz1=m*g*f+2.77*ua1.^2/21.15; Fz2=m*g*f+2.77*ua2.^2/21.15; Fz3=m*g*f+2.77*ua3.^2/21.15; Fz4=m*g*f+2.77*ua4.^2/21.15; Fz5=m*g*f+2.77*ua5.^2/21.15;

%驱动力-行驶阻力平衡图。

plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua1,Fz1,'k',ua2,Fz2,'k',ua3,Fz3,'k',ua4,Fz4,'k',ua5,Fz5,'k'); title('驱动力-行驶阻力平衡图'); xlabel('ua(km/s)');

ylabel('Ft(N)');

legend('Ft1','Ft2','Ft3','Ft4','Ft5','Ff+Fw')

%求最高车速。

[x,y]=ginput(1);

disp(‘汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');

（2）

%汽车最大爬坡度 clear clc

%汽车相关参数。 m=3880; g=9.8; nmin=600; nmax=4000; G=m*g;

ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; y=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; n=600:10:4000;

Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;

Ft1=Tq*ig(1)*i0*y/r; %一档时爬坡能力最强。 ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;

Ff=G*f; %滚动阻力。

Fw1=CdA*ua1.^2/21.15; %空气阻力。 Fz1=Ff+Fw1; Fi1=Ft1-Fz1; Fmax=max(Fi1/G);

imax=100*tan(asin(Fmax)); disp('汽车最大爬坡度='); disp(imax),disp('%');

（3）

%求汽车加速度倒数曲线和最大爬坡度显得附着率。 clear clc

m=3880; %汽车相关参数。 g=9.8; nmin=600; nmax=4000; G=m*g;

ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; y=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;

n=600:10:4000; %发动机转速范围。

Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;

Ft1=Tq*ig(1)*i0*y/r; %各档位下的驱动力。 Ft2=Tq*ig(2)*i0*y/r; Ft3=Tq*ig(3)*i0*y/r; Ft4=Tq*ig(4)*i0*y/r; Ft5=Tq*ig(5)*i0*y/r;

ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0; %各档位下的车速。 ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0; ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0; ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0; ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;

Fw1=CdA*ua1.^2/21.15; %空气阻力。 Fw2=CdA*ua2.^2/21.15; Fw3=CdA*ua3.^2/21.15; Fw4=CdA*ua4.^2/21.15; Fw5=CdA*ua5.^2/21.15;

Ff=G*f; %滚动阻力。

q1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*y)/(m*r^2); %求各档位下的汽车旋转质量换算系数。

q2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*y)/(m*r^2); q3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^2*i0^2*y)/(m*r^2); q4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*y)/(m*r^2); q5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*y)/(m*r^2);

a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(q1*m); %求出汽车加速度。 a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(q2*m); a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(q3*m); a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(q4*m); a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(q5*m);

ad1=1./a1; ;%求加速度倒数。 ad2=1./a2; ad3=1./a3; ad4=1./a4; ad5=1./a5;

plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5); %绘制加速度倒数曲线。 axis([0 100 0 10]); title('汽车的加速度倒数曲线'); xlabel('ua(km/h)'); ylabel('1/a');

legend('ad1','ad2','ad3','ad4','ad5')

%求最大爬坡度时的附着率。 Fz=Ft1-Ff-Fw1;

aa=asin(max(Fz)/G); %最大爬坡角度。 C=tan(aa)/(a/L+hg*tan(aa)/L); %附着率。 disp('假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=); disp(C);

（4）%求汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间 clear nT=0.85; r=0.367;

f=0.013;CDA=2.77; i0=5.83;If=0.218; Iw1=1.798;Iw2=3.598; L=3.2;a=1.947;hg=0.9; m=3880;g=9.8;

ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; G=m*g;

nmin=600;nmax=4000; u1=0.377*r*nmin./ig/i0; u2=0.377*r*nmax./ig/i0;

deta=0*ig; for i=1:5

deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2); end

ua=6:0.01:99;N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua; Ff=G*f;

Fw=CDA*ua.^2/21.15; for i=1:N k=i;

if ua(i)<=u2(2)

n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;

Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;

Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;

inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6; elseif ua(i)<=u2(3)

n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;

Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;

Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;

inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6; elseif ua(i)<=u2(4)

n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;

Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;

Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;

inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6; else

n=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;

Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;

Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;

inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i)); delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6; end

a=delta(1:k); t(i)=sum(a);

end

plot(t,ua);

axis([0 80 0 100]);

title('汽车2档原地起步换挡加速时间曲线'); xlabel('时间t（s）'); ylabel('速度ua（km/h）');

2.7matlab程序：

（1）

%绘制汽车功率平衡图。 clear

%汽车参数。

ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; y=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;m=3880;g=9.8; G=m*g;

n=600:10:4000;

Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;

ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0; %各档位下的车速。 ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0; ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0; ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0; ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;

P1=Tq.*ig(1)*i0.*ua1./(3600*r); %各档位下发动机的输出功率。P2=Tq.*ig(2)*i0.*ua2./(3600*r); P3=Tq.*ig(3)*i0.*ua3./(3600*r); P4=Tq.*ig(4)*i0.*ua4./(3600*r); P5=Tq.*ig(5)*i0.*ua5./(3600*r);

ua=0:0.2:120; Ff=G*f;

Fw=CdA*ua.^2/21.15;

Pf=Ff*ua/3600; %克服滚动阻力的功率 Pw=Fw.*ua/3600; %克服空气阻力的功率。 P6=(Pf+Pw)./y;

plot(ua1,P1,ua2,P2,ua3,P3,ua4,P4,ua5,P5,ua,P6); %绘制汽车功率平衡图。axis([0 120 0 100]); title('汽车功率平衡图'); xlabel('ua(km/h)'); ylabel('Pe(kw)');

legend('Pe1','Pe2','Pe3','Pe4','Pe5','P(Ff+Fw)')

（2）

%最高档与次高档等速百公里油耗曲线图 clear clc

n=600:1:4000; %货车相关参数。 m=3880;g=9.8; G=m*g;

ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; y=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;

n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804];

B00=[1326.8 1354.7 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 0.00068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568];

B0=spline(n0,B00,n); %插值拟合系数曲线。 B1=spline(n0,B10,n);

B2=spline(n0,B20,n); B3=spline(n0,B30,n); B4=spline(n0,B40,n);

ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0; %4、5档车速。 ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;

Ff=G*f; %滚动阻力。

Fz4=Ff+CdA*(ua4.^2)/21.15; %4、5档空气阻力。 Fz5=Ff+CdA*(ua5.^2)/21.15;

Pe4=Fz4.*ua4./(y*3.6*1000); %4、5档克服行驶阻力所需功率。 Pe5=Fz5.*ua5./(y*3.6*1000);

for i=1:1:3401 %计算燃油消耗率。

b4(i)=B0(i)+B1(i)*Pe4(i)+B2(i)*Pe4(i).^2+B3(i)*Pe4(i).^3+B4(i)*Pe4(i).^4;

b5(i)=B0(i)+B1(i)*Pe5(i)+B2(i)*Pe5(i).^2+B3(i)*Pe5(i).^3+B4(i)*Pe5(i).^4; end pg=7.0;

Q4=Pe4.*b4./(1.02.*ua4.*pg); %计算百公里油耗。Q5=Pe5.*b5./(1.02.*ua5.*pg);

plot(ua4,Q4,ua5,Q5); %绘制曲线。 axis([0 100 10 30]);

title('最高档与次高档等速百公里油耗曲线'); xlabel('ua(km/h)');

ylabel('百公里油耗（L/100km）'); legend('4','5')

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