用maab绘制汽车的行驶加速度曲线
汽车性能仿真计算实验实验报告
实验一 汽车动力性仿真计算实验目的1.掌握汽车动力性评价指标和评价方法2.学会使用matlab 对汽车动力性指标进行计算 实验内容1.学习汽车动力性理论2.编写计算程序3.绘制汽车动力性图形 实验设备硬件环境：汽车虚拟仿真实验室 软件环境：matlab2016a 及以上版本 实验步骤1.学习汽车动力性理论2.编写计算程序3.绘制汽车动力性图形 实验报告1. 运用matlab 解决《汽车理论》第一章习题1.31）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 汽车驱动力Ft=ri i T to g tq η行驶阻力F f +F w ＋F i +F j ＝G •f +2D 21.12A C a u +G •i+dtdum δ 发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为：0g i nr 0.377ua i ⋅= 由本题的已知条件,即可求得汽车驱动力和行驶阻力与车速的关系,编程即可得到汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率 ①由1）得驱动力与行驶阻力平衡图，汽车的最高车速出现在5档时汽车的驱动力曲线与行驶阻力曲线的交点处，Ua max ＝99.08m/s 2。
②汽车的爬坡能力，指汽车在良好路面上克服w f F F +后的余力全部用来（等速）克服坡度阻力时能爬上的坡度，车最大爬坡度为Ⅰ档时的最大爬坡度。
利用MATLAB 计算可得，352.0max =i 。
③如是前轮驱动，1ϕC ＝qb hg q L L -；相应的附着率1ϕC 为1.20，不合理，舍去。
如是后轮驱动，2ϕC ＝qa hg q L L+；相应的附着率2ϕC 为0.50。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，求加速时间利用MATLAB 画出汽车的行驶加速度图和汽车的加速度倒数曲线图：忽略原地起步时的离合器打滑过程，假设在初时刻时，汽车已具有Ⅱ档的最低车速。
由于各档加速度曲线不相交（如图三所示），即各低档位加速行驶至发动机转速达到最到转速时换入高档位；并且忽略换档过程所经历的时间。
Matlab程序模拟汽车理论中的数据特性图1
车辆理论作业第三组第一大题确定一辆轻型货车的动力性能 1、绘制发动机的使用外特性曲线 n=600:1:4000 N=n/1000T=-19.313+295.27*n/1000-165.44*N.*N+40.874*N.*N.*N-3.8445*N.*N.*N .*NPe=T.*n/9550 %发动机的净功率 figure(1) plot(n,T) xlabel('转速n') ylabel('转矩T') figure(2) plot(n,Pe) xlabel('转速n') ylabel('功率Pe')5001000150020002500300035004000100110120130140150160170180转速n转矩T5001000150020002500300035004000010203040506070转速n功率P e2、绘制驱动力---行驶阻力平衡图 i0=6.17; %减速器的传动比 ig(1)=6.09 % 一档的传动比 ig(2)=3.09 ig(3)=1.71 ig(4)=1.00 nT=0.85 r=0.367 f=0.013 m1=3880 m2=9590 CdA=2.77 Ff1=m1*9.8*f Ff2=m2*9.8*fft1=T*ig(1)*i0*nT/r %一档所产生的驱动力 ft2=T*ig(2)*i0*nT/r ft3=T*ig(3)*i0*nT/r ft4=T*ig(4)*i0*nT/r Ft=[ft1;ft2;ft3;ft4]';ua1=0.377*r*n/(ig(1)*i0) %一档的速度 ua2=0.377*r*n/(ig(2)*i0) ua3=0.377*r*n/(ig(3)*i0) ua4=0.377*r*n/(ig(4)*i0) ua=[ua1;ua2;ua3;ua4]';fw1=CdA*ua1.^2/21.15+Ff1 %一档的行驶阻力 fw2=CdA*ua2.^2/21.15+Ff1 fw3=CdA*ua3.^2/21.15+Ff1 fw4=CdA*ua4.^2/21.15+Ff1Fz1=[fw1;fw2;fw3;fw4]'; figure(3)plot(ua,Ft) %绘制各档的驱动力曲线hold onplot(ua,Fz1) %绘制行驶阻力曲线 hold onplot(ua4,Ff2) %绘制滚动阻力曲线 xlabel('ua/(km.h)')ylabel('F/N')title('汽车驱动力-行驶阻力平衡图')text(20,12000,'Ft1'); text(30,6000,'Ft2'); text(40,4000,'Ft3'); text(80,3000,'Ft4');text(90,2200,'（空载）Ff+fw'); text(105,1450,'满载Ff')102030405060708090200040006000800010000120001400016000ua/(km.h)F /N汽车驱动力-行驶阻力平衡图Ft1Ft2Ft3Ft4（空载）Ff+Fw满载Ff一档的驱动力很大，可用于爬坡且坡度较大；二档用于直接原地起步加速 3、绘制动力特性图D=(Ft-Fw)/(m1*9.8) %求动力因数f1=0.0076+0.000056*ua %一定车速条件下的滚动阻力 figure(4) plot(ua,D) hold onplot(ua,f1) text(20,0.3,'I') text(20,0.154,'II') text(40,0.1,'III') text(80,0.05,'IV') text(110,0.025,'f') title('汽车动力特性图') xlabel('ua/(km.h)') ylabel('D')1020304050607080900.050.10.150.20.250.30.350.40.45IIIIIIIVf汽车动力特性图ua/(km.h)DIf=0.218Iw1=1.798 Iw2=3.598die1=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(1).^2)/(m1*r^2);%一档的旋转质量换算系数die2=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(2).^2)/(m1*r^2); die3=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(3).^2)/(m1*r^2); die4=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(4).^2)/(m1*r^2); die=[die1;die2;die3;die4]';a1=9.8*D(:,1)/die1-9.8*f/die1; %求一档的加速度 a2=9.8*D(:,2)/die2-9.8*f/die2; a3=9.8*D(:,3)/die3-9.8*f/die3; a4=9.8*D(:,4)/die4-9.8*f/die4; aI=1./a1 %求一档的加速度倒数 aII=1./a2 aIII=1./a3 aIV=1./a4aa=[aI,aII,aIII,aIV]';figure(5) %绘制各档的加速度倒数曲线 plot(ua1,aI) hold on plot(ua2,aII) hold onplot(ua3,aIII) hold onplot(ua4,aIV)axis([5 99 0.01 10])10203040506070809012345678910aI aII aIIIaIV加速度倒数曲线ua/(km.h)1/a由图可知，加速度倒数没有交点，则可以在每档达到最大车速时换挡 nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=6.17;If=0.218; Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.950;a=2.000;hg=0.9;m=3880;g=9.8; G=m*g; ig=[6.09 3.09 1.71 1.00 ]; nmin=600;nmax=4000; u1=0.377*r*nmin./ig/i0; u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig; for i=1:4deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2); endua=[0:0.01:99];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;else 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; enda=delta(1:k); t(i)=sum(a); endplot(t,ua,'b','LineWidth',2);axis([0 100 0 100]);title('四档汽车二档原地起步换挡加速时间曲线'); xlabel('时间t （s ）');ylabel('速度ua （km/h ）');1020304050607080901000102030405060708090100四档汽车二档原地起步换挡加速时间曲线时间t （s ）速度u a （k m /h ）第二大题n=600:1:4000 N=n/1000T=-19.313+295.27*n/1000-165.44*N.*N+40.874*N.*N.*N-3.8445*N.*N.*N .*NPe=T.*n/9550 figure(1) plot(n,T)text(1000,120,'转矩T') hold on plot(n,Pe)text(2000,20,'发动机净功率Pe')5001000150020002500300035004000020406080100120140160180转矩T发动机净功率Pei0=6.17; ig(1)=6.09 ig(2)=3.09 ig(3)=1.71 ig(4)=1.00 nT=0.85 r=0.367 f=0.013 m1=3880 m2=9590 CdA=2.77ua1=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); ua=10:1:100Pf=m1*9.8*f.*ua/(3600) Pw=CdA*ua.^3/(76140) figure(2) plot(ua1,Pe) hold on plot(ua2,Pe) hold on plot(ua3,Pe) hold onplot(ua4,Pe) hold onplot(ua,(Pf+Pw)/nT)010203040506070809010010203040506070评价：一二三档的后备功率都比较大，可在一定坡度的道路上直接启动加速； 在最高档达到最高车速时，n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3884]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 -2.0533 -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) B1=spline(n0,B10,n) B2=spline(n0,B20,n) B3=spline(n0,B30,n) B4=spline(n0,B40,n)Pf3=m1*9.8*f.*ua3/(3600) Pw3=CdA*ua3.^3/(76140) Pf4=m1*9.8*f.*ua4/(3600) Pw4=CdA*ua4.^3/(76140) Ff1=m1*9.8*ffz3=CdA*ua3.^2/21.15+Ff1 fz4=CdA*ua4.^2/21.15+Ff1 %Pe3=fz3.*ua3./(3600*nT); %Pe4=fz4.*ua4./(3600*nT); Pe3=(Pf3+Pw3)/nTPe4=(Pf4+Pw4)/nTb3=B0+B1.*Pe3+B2.*Pe3.^2+B3.*Pe3.^3+B4.*Pe3.^4 b4=B0+B1.*Pe4+B2.*Pe4.^2+B3.*Pe4.^3+B4.*Pe4.^4Qs4=Pe4.*b4./(1.02*ua4*7.10*9.8) Qs3=Pe3.*b3./(1.02*ua3*7.10*9.8) figure(3)plot(ua4,Qs4) hold on plot(ua3,Qs3)01020304050607080901.41.61.822.22.42.62.8n=600:1:4000 N=n/1000T=-19.313+295.27*n/1000-165.44*N.*N+40.874*N.*N.*N-3.8445*N.*N.*N .*NPe=T.*n/9550 i0=6.17; ig(1)=6.09 ig(2)=3.09 ig(3)=1.71 ig(4)=1.00 nT=0.85 r=0.367 f=0.013 m1=3880 m2=9590 CdA=2.77ua1=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);n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3884]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 -2.0533 -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)B1=spline(n0,B10,n)B2=spline(n0,B20,n)B3=spline(n0,B30,n)B4=spline(n0,B40,n)Pf3=m1*9.8*f.*ua3/(3600) %三档的滚动阻力功率Pw3=CdA*ua3.^3/(76140) %三档的的空气阻力功率Pf4=m1*9.8*f.*ua4/(3600)Pw4=CdA*ua4.^3/(76140)Ff1=m1*9.8*fPe3=(Pf3+Pw3)/nT %三档的发动机净功率Pe4=(Pf4+Pw4)/nT %四档的发动机净功率b3=B0+B1.*Pe3+B2.*Pe3.^2+B3.*Pe3.^3+B4.*Pe3.^4b4=B0+B1.*Pe4+B2.*Pe4.^2+B3.*Pe4.^3+B4.*Pe4.^4Qs4=Pe4.*b4./(1.02*ua4*7.10) %四档的百公里油耗Qs3=Pe3.*b3./(1.02*ua3*7.10) %三档的百公里油耗ua=[25 40 50]ss=[50 250 250]fz=CdA*ua.^2/21.15+Ff1 %匀速条件下的阻力Pee=fz.*ua/(3600*nT);b=spline(b4,Pe4,Pee) %匀速条件下的燃油消耗率Qsy=Pee.*b./(1.02*ua*7.10)a=[0.2 0.2 -0.36]dt1=1/(3.6*0.2)dt2=1/(3.6*0.2)dt3=1/(3.6*(0.36))ua11=25:1:40ua22=40:1:50ua33=50:-1:25b11=spline(ua4,b4,ua11) %在加速条件下的各个速度节点的燃油消耗率b22=spline(ua4,b4,ua22)b33=spline(ua4,b4,ua33)If=0.218Iw1=1.798Iw2=3.598die4=1+(Iw1+Iw2)/(m1*r^2)+(If*i0^2*nT*ig(4).^2)/(m1*r^2);Pej1=(m1*9.8*f.*ua11/(3600)+CdA.*ua11.^3/(76140)+(die4*m1.*ua11/3600)*0.2)/nT %在三个加速条件下的各个速度节点Pej2=(m1*9.8*f.*ua22/(3600)+CdA.*ua22.^3/(76140)+(die4*m1.*ua22/3 600)*0.2)/nT %的发动机净功率Pej3=(m1*9.8*f.*ua33/(3600)+CdA.*ua33.^3/(76140)+(die4*m1.*ua33/3 600)*0.2)/nT %Qstj1=Pej1.*b11/(367.1*7.10) %在三中加速条件下的，各自的单位时间的燃油消耗量Qstj2=Pej2.*b22/(367.1*7.10)Qstj3=Pej3.*b33/(367.1*7.10)i11=size(Qstj1)i22=size(Qstj2)i33=size(Qstj3)i1=i11(2)i2=i22(2)i3=i33(2)Qt1=Qstj1(2:i1-1)Qt2=Qstj2(2:i2-1)Qt3=Qstj3(2:i3-1)q1=((Qstj1(1)+Qstj1(i1))*dt1./2+sum(Qt1)*dt1)/10q2=((Qstj2(1)+Qstj2(i2))*dt2./2+sum(Qt2)*dt2)/10q3=((Qstj3(1)+Qstj3(i3))*dt3./2+sum(Qt3)*dt3)/10Qall=(q1+q2+q3+Qsy(:,1)+Qsy(:,2)+Qsy(:,3))*100/1075q1 =5.8526q2 =4.9810 q3 =6.0186 Qall =2.7916第三大题(1)m0=4880; %空载质量m/kghg0=0.845; %空载质心高L0=3.95; %空载轴距a0=2.100; %空载质心至前轴距离m=9290; %满载质量m/kghg=1.170; %满载质心高L=3.95; %满载轴距a=2.950; %满载质心至前轴距离BB=0.38; %B为制动力分配系数g=9.8;G=m*g;b=L-a;G0=m0*g;b0=L0-a0;Fu1 =0:1000:100000;Fu2=1/2*(G/hg*(b^2+4*hg*L/G*Fu1).^0.5-(G*b/hg+2*Fu1));Fu02=1/2*(G0/hg0*(b0^2+4*hg0*L0/G0*Fu1).^0.5-(G0*b0/hg0+2*Fu1));F2=(1-B)*Fu1/B;plot(Fu1,Fu2) %绘制满载时的I曲线hold onplot(Fu1,Fu02) %绘制空载时的I曲线hold onplot(Fu1,F2); %%绘制beta曲线title('beta线和I曲线')text(30000,50000,'beta曲线')text(25000,10000,'空载时I曲线')text(25000,30000,'满载时I曲线')xlabel('Fu1')ylabel('Fu2')figure(2)fe=[0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9];for i=1:10Fxb1fk=0:100:120000;Fxb1rk=0:100:120000;Fxb2fk=(L0-fe(i)*hg0)/(fe(i)*hg0).*Fxb1fk-G0*b0/hg0;Fxb2rk=(-1*fe(i)*hg0)/(L0+fe(i)*hg0).*Fxb1rk+fe(i)*G0*a0/(L0+fe(i )*hg0);plot(Fxb1fk,Fxb2fk)hold onplot(Fxb1rk,Fxb2rk,'r')hold onendxlabel('Fxb1')ylabel('Fxb2')axis([0 120000 0 40000])title('空载时的f、r线组图')figure(3)for i=1:10Fxb1fk=0:100:220000;Fxb1rk=0:100:220000;Fxb2fk=(L-fe(i)*hg)/(fe(i)*hg).*Fxb1fk-G*b/hg;Fxb2rk=(-1*fe(i)*hg)/(L+fe(i)*hg).*Fxb1rk+fe(i)*G*a/(L+fe(i)*hg); plot(Fxb1fk,Fxb2fk)hold onplot(Fxb1rk,Fxb2rk,'r')hold onendxlabel('Fxb1')ylabel('Fxb2')axis([0 220000 0 80000])title('满载时的f、r线组图')012345678910x 104-2024681012141618x 104beta 线和I 曲线beta 曲线空载时I 曲线满载时I 曲线Fu1F u 2024681012x 10400.511.522.533.54x 104Fxb1F x b 2空载时的f 、r 线组图00.20.40.60.81 1.21.4 1.6 1.822.2x 105012345678x 104Fxb1F x b 2满载时的f 、r 线组图(2)-(3)m0=4880; %空载质量m/kghg0=0.845; %空载质心高L0=3.95; %空载轴距a0=2.100; %空载质心至前轴距离m=9290; %满载质量m/kghg=1.170; %满载质心高L=3.95; %满载轴距a=2.950; %满载质心至前轴距离BB=0.38; %B 为制动力分配系数g=9.8;G=m*g;b=L-a;G0=m0*g;b0=L0-a0;z=0:0.1:1; %制动强度fef=B*z*L./(b+z*hg);fef0=B*z*L0./(b0+z*hg0);fer=(1-B)*z*L./(a-z*hg);fer0=(1-B)*z*L0./(a0-z*hg0);figure(1)plot(z,fef,z,fef0,z,fer,z,fer0,z,z)text(0.8,1.5,'空车后轮')text(0.8,1.2,'满载后轮')text(0.7,0.6,'满载前轮')text(0.8,0.4,'空车前轮')figure(2)Ef=z./fef*100Ef0=z./fef0*100Er=z./fer*100Er0=z./fer0*100plot(fef,Ef,fer,Er)hold onplot(fef0,Ef0,fer0,Er0)axis([0 1 0 100])text(0.3,90,'Ef')text(0.8,90,'Er 满载')text(0.3,70,'Er 空载')00.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.20.40.60.811.21.41.61.82空车后轮满载后轮满载前轮空车前轮00.10.20.30.40.50.60.70.80.910102030405060708090100Ef Er 满载Er 空载m0=4880;hg=0.845;l=3.950;a=2.100;b=1.850;beita=0.38;g=9.8;G0=m0*g ;m=9290;Hg=1.170;L=3.950;A=2.950;B=1.050;beita=0.38;g=9.8;G=m*g;t1=0.02;t2=0.02;ua0=30;fai=0.80;z=0:0.01:1.0;faifk=beita*z*l./(b+z*hg);faifm=beita*z*L./(B+z*Hg);fairk=(1-beita)*z*l./(a-z*hg);fairm=(1-beita)*z*L./(A-z*Hg);Efk=z./faifk*100;Efm=z./faifm*100;Erk=z./fairk*100;Erm=z./fairm*100;ak1=Erk(81)*g*fai/100;am1=Erm(81)*g*fai/100;Sk1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak1);Sm1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am1);disp('空载时，汽车制动距离Sk1=');disp(Sk1);disp('满载时，汽车制动距离Sm1=');disp(Sm1);ak2=fai*g*a/(l+fai*hg);am2=fai*g*A/(L+fai*Hg);ak3=fai*g*b/(l-fai*hg);am3=fai*g*B/(L-fai*Hg);Sk2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak2);Sm2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am2);Sk3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak3);Sm3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am3);disp('空载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sk2=');disp(Sk2);disp('满载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sm2=');disp(Sm2);disp('空载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sk3=');disp(Sk3);disp('满载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sm3=');disp(Sm3);空载时，汽车制动距离Sk1=7.8668满载时，汽车制动距离Sm1=5.6354空载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sk2=10.0061满载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sm2=7.5854空载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sk3=8.0879满载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sm3=12.9629。
汽车运用作业matlab程序
1.31)绘制驱动力与行驶阻力平衡图利用Matlab画图，具体语句如下：n=600:1:4000;Ttq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; io=5.83;t=0.844;r=0.367;ig1=5.56;ua=0.377*r*n/(ig1*io);Ft1=Ttq*ig1*io*t/r;plot(ua,Ft1)hold on;n=600:1:4000;Ttq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; io=5.83;t=0.844;r=0.367;ig2=2.769;ua=0.377*r*n/(ig2*io);Ft2=Ttq*ig2*io*t/r;plot(ua,Ft2)hold on;n=600:1:4000;Ttq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; io=5.83;t=0.844;r=0.367;ig3=1.644;ua=0.377*r*n/(ig3*io);Ft3=Ttq*ig3*io*t/r;plot(ua,Ft3)hold on;n=600:1:4000;Ttq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; io=5.83;t=0.844;r=0.367;ig4=1.00;ua=0.377*r*n/(ig4*io);Ft4=Ttq*ig4*io*t/r;plot(ua,Ft4)hold on;n=600:1:4000;Ttq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; io=5.83;t=0.844;r=0.367;ig5=0.793;ua=0.377*r*n/(ig5*io);Ft5=Ttq*ig5*io*t/r;plot(ua,Ft5)hold on;m=3880;f=0.012;g=9.8;CdA=2.77;u=0:1:120;Ff=m*g*f;Fw=CdA*u.^2/21.15;Fr=Ff+Fw;Ft5=Ttq*ig5*io*t/r;Ff=m*g*f;Fw=CdA*u.^2/21.15;Fr=Ff+Fw;plot(u,Fr)运行生成图像如下:2）求汽车最高车速,最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率当Ft=Ff+Fw时,汽车处于稳定状态,并达到最高车速由图可知Ｕmax=101km/h最大爬坡度及附着率：一档时有最大爬坡度,由驱动力与阻力图当ua=8.037km/h时: Gsin错误！未找到引用源。
汽车理论课后习题MATLAB编程-武汉理工版
汽车理论课后习题MATLAB编程1.3 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h的加速时间。
解：(1) 求汽车驱动力与行驶阻力平衡图和汽车最高车速：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];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;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;Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;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;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;Fz=Ff+Fw;plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz);title('驱动力-行驶阻力平衡图');xlabel('ua(km/s)');ylabel('Ft(N)');gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw');zoom on;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];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;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));disp('汽车最大爬坡度=');disp(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=35.2197%(3)求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序：clearn=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];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;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;Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;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;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;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;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4;a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ad5=1./a5;plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);axis([0 99 0 10]);title('汽车的加速度倒数曲线');xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5');a=max(a1);af=asin(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);disp('假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=');disp(C);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=0.4219(4) >>clearnT=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;G=m*g; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2);endua=[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:Nk=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/100 0)^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/100 0)^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/100 0)^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;elsen=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/100 0)^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;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(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）');>> ginputans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。
汽车理论课后习题MATLAB编程-武汉理工版
汽车理论课后习题MATLAB编程1.3 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h的加速时间。
解：(1) 求汽车驱动力与行驶阻力平衡图和汽车最高车速：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];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;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;Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;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;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/21.15;Fz=Ff+Fw;plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz);title('驱动力-行驶阻力平衡图');xlabel('ua(km/s)');ylabel('Ft(N)');gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw');zoom on;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=99.3006km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];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;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));disp('汽车最大爬坡度=');disp(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=35.2197%(3)求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序：clearn=[600:10:4000];Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/10 00).^4;m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];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;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;Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;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;Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;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;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4;a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ad5=1./a5;plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);axis([0 99 0 10]);title('汽车的加速度倒数曲线');xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5');a=max(a1);af=asin(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);disp('假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=');disp(C);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=0.4219(4) >>clearnT=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;G=m*g; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nmin=600;nmax=4000;u1=0.377*r*nmin./ig/i0;u2=0.377*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2);endua=[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:Nk=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/100 0)^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/100 0)^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/100 0)^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;elsen=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/100 0)^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;enda=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(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）');>> ginputans =25.8223 70.073725.7467 70.0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间约为25.8s2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。
汽车理论 作业 1.3 Matlab 作图
题解：本题选用4档变速器进行整车性能计算1)汽车驱动力与行驶阻力平衡图 由驱动力0tq g tt T i i F r η=，结合发动机使用外特性的T tq -n 拟合公式，使用Matlab 绘图如下2) 2.1最高车速：由驱动力与行驶阻力平衡图可见，行驶阻力一直低于汽车驱动力，故最高车速为最高档时发动机最高转速对应的车速，求解如下max 00.3770.3674000(1 5.83)94.93/0.377g km hu r n i i =⨯⨯÷⨯=⨯⨯=⨯2.2最大爬坡度：一档时整车有最大驱动力，相对应可求出最大爬坡度（本题为精确计算没有认为cos 1θ≈）20432()sin (cos 21.15)1.43910cos 0.013(8103600) 2.7721.15i t f w tq g T D a F F F F G T i i r Gf C AU G θηθ=-+=÷-+÷=⨯-∂⨯-⨯÷⨯÷Qsin 0.013cos 0.37θθ⇒+=020.37arcsin 2110.013θ-∴==+于是最大爬坡度0tan tan 200.384i θ===2.3最大爬坡度对应的附着率：由于轻型货车一般为后轮驱动，故选用以下公式进行计算 /(//)0.384(1.947 3.20.90.384 3.2)0.536g i a L h i L C ϕ=+=÷÷+⨯÷=3)间：根据汽车行驶加速度倒数曲线，汽车由二档起步至加速到二档最高速度30.7214km/h ，用时t1=25.9478/3.6 s ；此时换位三档，从车速30.7214 km/h ，加速到三档最高速度55.5140 km/h ，用时t2=28.5747/3.6s ；此时换为四档，继续加速到最高速度70 km/h ，用时t3=26.7305/3.6s ；故汽车用2档起步加速行驶至70 km/h 的加速时间为t=t 1+t 2+t 3=25.9478/3.6+28.5747/3.6+26.7305/3.6=22.5703s。
汽车理论习题Matlab程序
确信一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选 其中的一种进行整车性能计算）：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平稳图。
2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时刻曲线，或用运算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时刻。
轻型货车的有关数据：汽油发动机利用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q n n n n T =-+-+-式中，Tq 为发动机转矩（N•m）;n 为发动机转速（r/min ）。
发动机的最低转速n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。
装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 传动系机械效率 ηt = 转动阻力系数 f = 空气阻力系数×迎风面积 C D A = 主减速器传动比 i 0= 飞轮转动惯量 I f =•m 2 二前轮转动惯量 I w1=•m 2 四后轮转动惯量 I w2=•m 2变速器传动比 ig(数据如下表)轴距 L=质心至前轴距离（满载） a=质心高（满载） hg=解：Matlab程序：(1) 求汽车驱动力与行驶阻力平稳图和汽车最高车速程序： n=[600:10:4000];Tq=+*(n/1000)*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4; m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[ ];nT=;r=;f=;CDA=;i0=;L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;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;Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;ua1=*r*n/ig(1)/i0;ua2=*r*n/ig(2)/i0;ua3=*r*n/ig(3)/i0;ua4=*r*n/ig(4)/i0;ua5=*r*n/ig(5)/i0;ua=[0:5:120];Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/;Fz=Ff+Fw;plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz);title('驱动力-行驶阻力平稳图');xlabel('ua(km/s)');ylabel('Ft(N)');gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw'); zoom on;[x,y]=ginput(1);zoom off;disp('汽车最高车速=');disp(x);disp('km/h');汽车最高车速=km/h(2)求汽车最大爬坡度程序：n=[600:10:4000];Tq=+*(n/1000)*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4;m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[ ];nT=;r=;f=;CDA=;i0=;L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;ua1=*r*n/ig(1)/i0;Ff=G*f;Fw1=CDA*ua1.^2/;Fz1=Ff+Fw1;Fi1=Ft1-Fz1;Zoom on;imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));disp('汽车最大爬坡度=');disp(imax);disp('%');汽车最大爬坡度=%(3)求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序：clearn=[600:10:4000];Tq=+*(n/1000)*(n/1000).^2+*(n/1000).^*(n/1000).^4;m=3880;g=;nmin=600;nmax=4000;G=m*g;ig=[ ];nT=;r=;f=;CDA=;i0=;L=;a=;hg=;If=;Iw1=;Iw2=;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;Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;ua1=*r*n/ig(1)/i0;ua2=*r*n/ig(2)/i0;ua3=*r*n/ig(3)/i0;ua4=*r*n/ig(4)/i0;ua5=*r*n/ig(5)/i0;Fw1=CDA*ua1.^2/;Fw2=CDA*ua2.^2/;Fw3=CDA*ua3.^2/;Fw4=CDA*ua4.^2/;Fw5=CDA*ua5.^2/;Ff=G*f;deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*nT)/(m*r^2); deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4;a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ad5=1./a5;plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);axis([0 99 0 10]);title('汽车的加速度倒数曲线');xlabel('ua(km/h)');ylabel('1/a');gtext('1/a1');gtext('1/a2');gtext('1/a3');gtext('1/a4');gtext('1/a5'); a=max(a1);af=asin(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);disp('假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=');disp(C);假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=(4) >>clearnT=;r=;f=;CDA=;i0=;If=;Iw1=;Iw2=;L=;a=;hg=;m=3880;g=;G=m*g; ig=[ ];nmin=600;nmax=4000;u1=*r*nmin./ig/i0;u2=*r*nmax./ig/i0;deta=0*ig;for i=1:5deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2); endua=[6::99];N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua; Ff=G*f;Fw=CDA*ua.^2/;for i=1:Nif ua(i)<=u2(2)n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/;Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=*inv_a(i)/;elseif ua(i)<=u2(3)n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/;Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=*inv_a(i)/;elseif ua(i)<=u2(4)n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/;Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=*inv_a(i)/;elsen=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/;Tq=+*(n/1000)*(n/1000)^2+*(n/1000)^*(n/1000)^4;Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));delta(i)=*inv_a(i)/;a=delta(1:k);t(i)=sum(a);endplot(t,ua);axis([0 80 0 100]);title('汽车2档原地起步换挡加速时刻曲线');xlabel('时刻t（s）');ylabel('速度ua（km/h）');>> ginputans =因此汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时刻约为已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。
汽车理论习题Matlab程序
１、3确定一轻型货车得动力性能（货车可装用４挡或５挡变速器,任选其中得一种进行整车性能计算）:1)绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2)求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应得附着率.3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km／h得车速—时间曲线,或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至7０ｋm/h得加速时间。
轻型货车得有关数据：汽油发动机使用外特性得Ｔｑ－n曲线得拟合公式为式中，Tq为发动机转矩（N•ｍ);n为发动机转速（r/miｎ）。
发动机得最低转速n miｎ=600r/min，最高转速n max=4000ｒ/mｉn。
装载质量200０kｇ整车整备质量1８００kｇ总质量3880kg车轮半径０、367m传动系机械效率ηt=0、85滚动阻力系数f=0、０13空气阻力系数×迎风面积C DＡ=２、7７m2主减速器传动比ｉ0=5、83飞轮转动惯量Ｉｆ=0、２1８kg•ｍ2二前轮转动惯量Ｉｗ1＝1、７9８kg•ｍ2四后轮转动惯量I w2=３、５98kg•m ２变速器传动比ig（数据如下表)轴距Ｌ=3、2m质心至前轴距离（满载）a=1、9７4m质心高（满载）hg＝0、9ｍ解：Matlａb程序：（１) 求汽车驱动力与行驶阻力平衡图与汽车最高车速程序：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;m＝３８8０；g=9、8;ｎmin=6０0;nｍax=４000;G=ｍ*g；ig=[5、56 2、769 1、644 １、０0 0、7９3］；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；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;Ｆｔ5=Tq*ig（5)*i0*nT／r；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；ua＝［０：5:12０］；Ff=G*ｆ;Fｗ=CＤA*ua、^２/２１、15;Fz=Ff+Fw；ｐlot(ua1,Ft1,ｕa２，Ft２,uａ3,Fｔ3，ua４，Ｆｔ４,uａ5，Fｔ５，ua,Ｆz);tｉｔlｅ（'驱动力-行驶阻力平衡图＇）;xlａｂel('ua(kｍ/ｓ）')；ylabel('Ft（N）＇）;gｔｅxt（'Ft1＇），gｔext（’Ft２'),gtext（’Ft3＇)，gtexｔ(＇Ｆt4＇)，gｔeｘt（'Ｆt５')，gtexｔ(’Ff+Fw’)；zoｏｍon；［x，ｙ］=gｉnpｕｔ(1）；zoｏm oｆf;dｉｓp（'汽车最高车速=’）；ｄisp(x）;disｐ（’kｍ/h’)；汽车最高车速=9９、３006kｍ/h（2）求汽车最大爬坡度程序: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；m=３880；g=9、8；nmin=600;nmax=40０0;G=ｍ*g；ig=［5、５62、7691、6441、０0 0、793]；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；Ft１=Tq*ｉg（１）＊ｉ0＊nT／r；ua1=0、3７7＊r＊n/ｉg(1）/i0；Ｆｆ＝Ｇ*f；Fw1=CDA*ｕa1、^2/21、１5;Ｆｚ１=Ff＋Fw1;Ｆi1=Ft1—Fz１;Zｏoｍon；imax=1００＊ｔaｎ（aｓｉn（max(Fi1/G）)）；ｄｉsp（'汽车最大爬坡度＝’）;ｄisp（imax);dｉsp（’％’);汽车最大爬坡度=35、２１９7％(3)求最大爬坡度相应得附着率与求汽车行驶加速度倒数曲线程序:cｌearn=［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;ｍ=3880;g=9、８；ｎmｉｎ＝6０0；nmax＝4０00;Ｇ=m＊g；ig=［5、５6 2、76９１、644 1、00 0、793]；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；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;Ｆt5=Tｑ＊ｉg（５）*i0*nT/r;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;Ｆw1=ＣDA＊ｕa1、^2/２１、１5；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;deta１=１＋（Iw1+Ｉw2）/(ｍ＊r＾2）+(If＊ig（1）^２*i0^2＊nT）／(m＊r^２）; deta2=1+（Iw1+Iｗ２)/（m＊r^２)+(If*ｉg(2)^2＊ｉ0^2＊ｎＴ）/（m*r^2);deta３＝1+（Iw1+Iw2）/(m*ｒ＾2）+(Ｉf*ig（３）^2＊i0^2＊nT)/(m＊ｒ＾2）; dｅtａ４=1+(Iw１＋Iｗ2）/（ｍ*r^２）+(If*ｉg（4)^2＊i0^２*ｎT）/（ｍ＊r^2)；ｄeta5=１+（Ｉw１+Iw2）/(m*r＾２)+（Ｉｆ*iｇ(5）^2＊i0＾2*nT）／（m＊r^２);ａ１=（Ft1－Ff－Fw1)/(deta1＊m）；ａd１＝1、/a1；a２=（Ft2-Ｆf—Fw2）/（deta2＊m);ad２=1、/a2;a3=（Fｔ3-Ff-Ｆw３）/（deta3＊ｍ);aｄ3=1、/a3；a4=（Ft４-Ｆf—Fｗ4）/(deｔa4＊m）；ad４=1、／ａ4;a５=（Ft5-Ff－Ｆw5）/（ｄeta5＊m)；ａd5=1、/a5;pｌｏt（ｕa1，ad1,ua2,ａd２，ua３，ad3,ｕa4,ａd4，ｕa5,aｄ5）；axiｓ(［０９9 ０1０］）；title（＇汽车得加速度倒数曲线＇)；ｘｌabel（＇ｕa(km/h)’）；ylaｂel（'１/ａ');gteｘｔ(＇1/a1');gteｘt（＇1/a2’）；gtexｔ（’1/a３＇）；gtｅxｔ（＇1/ａ４'）；gｔeｘｔ(＇１/a5'）；ａ=max(ａ1）;af=asin（max（Ft1—Ff—Fw1）/Ｇ）；Ｃ＝tan(af）/(a/L+hg＊tａn（ａｆ）/L);disp（’假设后轮驱动，最大爬坡度相应得附着率＝＇)；dｉsｐ(Ｃ);假设后轮驱动，最大爬坡度相应得附着率=0、4219（４) >>cleaｒnＴ=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；G＝m＊ｇ;ig=[５、56 ２、7６91、644 1、00 0、793］;nmin=６０0；nmax=40０0；ｕ1=0、377*r*nmin、／iｇ／ｉ0;u2=０、３77*ｒ＊nｍax、/ig/i0;ｄeta=0＊iｇ；fｏrｉ=1:5deta（i)=1+(Iw1+Ｉw２）/（m＊r＾2)+（Iｆ*(ig(i))^2*ｉ0＾2＊nT)/(m*ｒ^2)；enｄua＝[6：0、０1：９９]；N=lｅnｇth(uａ）；ｎ=0；Tq=0;Ft=0；inｖ＿a＝０*ua;d ｅｌｔａ=0*ua；Ff=Ｇ＊f；Fw=CDA＊ｕa、^2/21、15;fｏr i＝1:Ｎk=i；ｉｆua（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;elｓeiｆua(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；elｓen=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;enda=deltａ(1：k);t(i)＝sum（a)；endplot（t，ｕa)；axiｓ（[０80 ０100］）;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)')；＞〉ｇｉnputans ＝25、82２3 7０、073725、746７70、0737所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至7０kｍ/ｈ得加速时间约为25、8s2、7已知货车装用汽油发动机得负荷特性与万有特性。