摘 要

本文针对汽车制动性和操纵稳定性主要试验开展研究，拟建立相关试验的虚拟仿真平台。主要利用了MATLAB软件的GUI界面设计模块对汽车制动性和操纵稳定性试验做了程序编程、界面设计、虚拟仿真三个方面的工作。具体研究的试验包括：制动性试验中的计算前、后轮制动过程中法向反力的变化、空/满载情况下汽车的β线与I曲线、空/满载同步附着系数、汽车利用附着系数与制动强度的关系曲线、前后制动效率曲线和制动过程中制动减速度、速度变化和制动距离等；操纵稳定性试验中的低速行驶转向轻便性、稳态转向特性、瞬态横摆响应、汽车回正能力等试验。论文介绍了试验的基本原理，同时对各个试验的编程结构进行了叙述，最后将通过仿真实验得到的结果进行了分析，提升了汽车制动性和操纵稳定性试验的效率，对汽车研发与设计的智能化有一定的意义。

关键词：制动性；操纵稳定性；MATLAB；GUI设计；虚拟仿真

Abstract

This paper studies the main tests of vehicle braking performance and steering stability, and plans to establish a virtual simulation platform for related experiments. Mainly using the GUI interface design module of MATLAB software to do three aspects of program programming, interface design and virtual simulation for vehicle braking and steering stability test. The specific research tests include: the change of the normal reaction force in the pre- and post-braking braking process in the braking test, the β-line and I-curve of the vehicle under the air/full load condition, the air/full load synchronous adhesion coefficient, and the vehicle utilization. The relationship between the adhesion coefficient and the braking strength, the front and rear braking efficiency curves, and the braking deceleration, speed change and braking distance during braking; the low speed driving steering in the steering stability test, the steady state steering characteristics, Tests such as transient yaw response and vehicle returning ability. The paper introduces the basic principles of the experiment, and describes the programming structure of each test. Finally, the results obtained through the simulation experiment are analyzed, which improves the efficiency of the vehicle braking and handling stability test. The intelligence has a certain meaning.

Key Words：Braking; steering stability; MATLAB; GUI design; virtual simulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究的目的及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1国内研究现状 2

1.2.2国外研究现状 3

1.3主要研究内容 3

第2章Matlab 模块简介 4

2.1 MATLAB基本介绍 4

2.2 GUI模块 5

第3章 制动性试验 7

3.1 试验综述 7

3.2前、后轮制动过程中法向反力的变化 8

3.3汽车制动效能相关试验 8

3.4制动力分配曲线 9

3.5制动过程的分析曲线 10

第4章 操纵稳定性试验 12

4.1 试验综述 12

4.2车辆坐标系及汽车的转向特性 13

4.3稳态转向特性 14

4.4瞬态横摆响应试验 15

4.5转向盘角脉冲试验 16

4.6转向轻便性试验 16

第5章 虚拟仿真界面的建立 18

5.1 主界面 18

5.2 制动性试验界面 19

5.2.1地面法相反力仿真模块 20

5.2.2理想前后制动器制动力分配模块 21

5.2.3 β线、I线及同步附着系数模块 22

5.2.4制动过程分析及f线阻、r线阻模块 23

5.2.5制动效能试验模块 25

5.3 操纵稳定性试验界面 29

5.3.1稳态响应试验模块 30

5.3.2瞬态横摆响应模块 32

5.3.3轻便性试验界面 34

5.4 仿真结果及分析 35

5.4.1辅助装置对制动性的影响分析 35

5.4.2操纵稳定性与悬架的关系 37

5.5 界面设计要点 38

5.5.1参数变量的传递 38

5.5.2 GUI与Simulink联合仿真 38

5.5.3 界面图案与动画 39

第6章 总结与反思 40

6.1 总结 40

6.2 反思与展望 40

参考文献 42

致 谢 44

第1章 绪论

随着计算机技术的深入应用，计算机虚拟仿真试验平台的研究在近些年来越来越被重视，虚拟仿真技术在试验领域的应用，极大的缩短了产品的研发周期，对产品性能的检验与提升有着巨大的意义。传统的汽车试验往往在专门的试验场地中进行，试验周期较长，且受到环境等不可控因素的限制，试验的可重复性较差。计算机虚拟仿真试验平台在汽车研发与设计中的应用则改善了这一状况，使得汽车的研发周期大大缩短，提升了汽车性能与企业效益。本设计主要针对汽车在制动性与操纵稳定性方面的相关试验设计虚拟仿真试验平台。

1.1研究的目的及意义