导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇汽车设计论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
(2)汽车标志的起源。
2汽车标志设计理念
(1)车标设计的美学要求。
美学是一种科学，它主要在于探索自然界、人类社会和艺术领域的一般规律。汽车标志是人类发明创造的，那么它就要符合人类的审美规范并具有实用性。车标通过自身鲜明而形象化的外在特征，可以向人们传递出很多有价值的信息。一个好的车标可以让人们在欣赏过程中感受到它独特的气息和丰富的内涵，让人们意识到那不单单是品牌的宣扬，更是一种高品位的审美享受。
(2)车标设计的目标。
汽车标志并不是被用来高高在上地捧着的，它必须参与到塑造自身汽车品牌形象的过程中来，因此汽车标志在设计过程中要具备实用性、形象性、清晰性和意象性。实用性是指车标的的识别和传递信息的功能，消费者对汽车的印象好坏跟标志的实用性有很大的关系。绝大部分进口高档车在中国市场上都很火，唯独一款车销售不理想，那就是大众公司的辉腾，就是因为大众标识的不实用性;形象性就是人们的视觉印象;意象性就是内涵、内在美;清晰性就是要求标志有简洁的设计效果。
(3)汽车标志设计中最重要两点。
汽车标志的审美要与自身品牌文化内涵相结合。车标是汽车制造企业打造品牌文化的核心内容之一，所以车标一定要体现企业的文化内涵。众所周知，宝马汽车无论是在操控性能还是在制造工艺方面都不及奔驰汽车，但是宝马汽车在消费者心目中的地位几乎等同于奔驰汽车，原因何在就是因为宝马公司擅于宣传和塑造自身的品牌文化，让自身的文化深深扎根于人们的心中。汽车标志的审美要与实用功能特点相结合。这就要求设计者既要注重识别性，又要注意差异性。目前在中国市场上，自主研发设计且质量优秀的汽车标志少之又少，很多设计都存在模仿和盗版现象，这种现象十分不利于塑造自主品牌汽车的企业形象，更没有什么品牌价值可言。例如，荣威的汽车标志有点模仿标致公司汽标的嫌疑。与此同时汽车标志设计要区别于其他汽车品牌，就拿本田和现代两个汽车标致来说，都以“H”字母为主元素，相似度很高，对一般人而言，这两个车标很像同一个．。
3汽车标志设计的原则
汽车标志本身就是一个传播媒介、传播符号，它的任务是把汽车企业的设计理念和文化内涵有效地传达给消费者。因此车标的外在设计一定要简洁、大方、有气质，要给人们留下良好的第一印象。
(1)选定汽车标志的设计方向。
按照专业划分汽车标志设计可分为文字型、几何型、具象型以及综合型等等。文字型的汽车标志主要考虑的是文字符号、英文字母和阿拉伯数字等为主要设计元素，如国产比亚迪的车标、本田、现代等;几何型主要是以抽象图形为主要设计元素，如凯迪拉克的标志;具象型则主要以动植物为主要设计元素，如法拉利车标、兰博基尼车标等等;当然还有很多综合型的车标，它们把很多元素融合在了一起。因此，在设计汽车标志的时候要首先明确大的设计方向。
(2)车标设计要有独特的创意性。
每一个汽车标志都包含着企业和设计者的情感，一个优质的车标甚至就是他们的信仰所在，精美别致、新颖独特的车标是设计的精髓和核心。别具一格的车标设计不仅能反映出一个设计团队的创新力，更能间接地反映出整个企业的创新力和凝聚力。因此，别具一格的设计更能吸引人的眼球。创意是一个企业的灵魂，没有创意的企业最终都会被时代所淘汰。面对竞争越来越激烈的市场环境，当今所有的汽车公司都已开始从战略的高度来设计和应用汽车标志，已达到巩固或提升自身品牌形象的目的。
(3)设计要简洁大方并体现企业文化内涵。
在大众人群中，很少有人去细细品味一个复杂难懂的车标，越是简洁明了越能深入人们的内心。比如梅赛德斯公司的三叉戟标志，雪弗兰的金领结标志，丰田的“T”字形标志，法拉利的“跳马”标志等，这些标志都让人一目了然，且让人们铭记于心。奔驰标志的三叉星代表了公司要征服陆地、海洋和天空的伟大构想;雪佛兰的金领结标志象征了大方、气派和风度;丰田的标志由两个椭圆组成一个“T”字型，而“T”字占据了大半个最的椭圆，反映出丰田公司想把自己的技术和产品推向世界的愿望。
4标志设计的色彩效果
色彩是汽车标志的重要组成部分，好的色彩效果可以直接提升启齿标志的质感。实践证明人们对色彩是很敏感的，色彩能比图形更快地进入人们的视野，因此运用好色彩会给设计者带来巨大的收益。色彩的内涵非常丰富，可以表达多种含义，这是其他手段无法替代的。红色象征着激情，黄色象征尊贵、温暖，绿色象征自然和谐、青春活力，蓝色象征深沉、严谨。宝马的车标蓝白相间，蓝色代表天空，白色代表天空;法拉利车标中的黄色与金丝雀羽毛想同，代表尊贵;布加迪的车标中以红色填充，充满了狂野与激情。总的来说，选择合适的色彩填充车标是很重要的一个环节。
2有限元分析
3优化设计
有限元分析的最终目的是进行优化设计，现在需要对门盖结构进行优化，优化的目标是模型的重量最小[6-7].约束条件是在不改变门盖模型网格划分、边界约束和载荷大小，并能满足强度要求的前提下，控制最大等效应力值不超过材料屈服强度的70%（约165MPa）.
3.1筋板的布置
根据分析结果可知，应力主要分布在左右轴套处，大部分的筋板受力极小，因此，可通过布置筋板的分布进行优化设计.为便于加工和装配，门盖筋板布置采用均匀分布的方式.设计变量为筋板的数量，原结构中单行设置的筋板数量为10，考虑减重的目标及结构的稳定性，取筋板数量为3-7.图5为筋板数量与门盖最大应力和位移关系，图6为不同筋板数量对应底板的应力分布图.结果表明筋板数量对门盖的最大应力（轴套处）影响较小，对门盖底板的应力分布位置影响较大.底板最大应力发生在门盖油缸轴线方向上的临近筋板与主横筋板接触处，最大应力为N=4时σmax=61.52MPa.综合考虑最大应力、最大位移和底板的应力分布，以及实现减重的目的，确定新结构的筋板数量为4.
3.2筋板厚度的优化
3.2.1灵敏度分析
3.2.2尺寸优化
尺寸优化是建立在数学规划论的基础上，在满足给定条件下达到最佳经济技术指标[10].NX高级仿真结构优化的解算器采用的是美国Altair公司的AltairHyperOpt，它拥有高效、强大的设计优化能力.结合以上分析结果，进行筋板数量等于4时筋板厚度的优化分析.在“几何优化”对话框中作如下设置：①定义目标：重量定为最小；②定义约束：门盖上的最大等效应力为165MPa；③定义设计变量见表1；④控制参数：选择最大迭代次数为20.经解算，找到最佳方案：底板厚度由原来的52mm修改为45mm，主横筋板厚度由原来的50mm修改为45mm，横筋板厚度由原来的25mm修改为20mm，竖筋板厚度由原来的20mm修改为16mm，轴套厚度由原来的34.5mm修改为35.2mm，为了便于生产，将轴套的厚度圆整为35.5mm.优化后与优化前的分析结果对比见表2.从计算结果可看出，优化后的门盖强度得到明显提高.另外，重量由原来的10496kg降低为8786kg，减重17.2%，取得了优化设计的预期效果.
无源保护电路
无源网络的主要缺点是它依靠烧断保险丝来防止过流、过压和电池反向造成损害。另一个缺点是，它依靠电解电容实现箝位。这种电容器老化以后，电解质会变干，等效串联电阻(ESR)提高的特性也就消失了，这会损害箝位效果。有时D1采用大的齐纳二极管以帮助这个电容器发挥作用。人们已经设计出了有源电路来克服这些缺点。
有源电路
图2显示了一个有源解决方案，该方案用于屏蔽敏感电路，使其免受变化不定的12V汽车系统的影响。采用LT1641来驱动输入N沟道MOSFET，而上述提供无源解决方案就不具备这种附加保护：首先，LT1641在输入低于9V时断开负载，以防在低输入电压时系统失灵，并在起动时或充电系统出现故障时，减少系统向非关键负载提供宝贵的电流的机会；其次，LT1641在首次加电时逐渐升高输出电压，对负载实行软启动；第三，通过限流和定时断路器保护输出免受过载和短路影响。如果发生电流故障，断路器就以1至2Hz的速率自动重新尝试建立连接，可以设定保护电路上行线路保险丝的容限，让它在LT1641的下行线路出现电流故障时不熔化；最后，图2所示电路隔离出现在输入端的过压状态，同时提供箝位输出，以便负载电路在出现过压时能继续正常工作。
在12V输入的通常情况下，LT1641将MOSFET的栅极充电至大约20V以充分提升MOSFET的电压，并向负载提供电源。27V齐纳二极管D1的两端分别连接栅极与地，但是在9至16V的工作电压范围内不起作用。当输入升高到超过16V时，LT1641继续给MOSFET的栅极充电，试图保持MOSFET完全接通。如果输入升得太高，齐纳二极管就会对MOSFET的栅极箝位，并将输出电压限制在大约24V。LT1641本身在其输入端能够处理高达100V的电压，而且不受栅极箝位动作的影响。栅极箝位电路比无源解决方案的箝位电路精确得多，而且简单地通过选择一个具有合适击穿电压的D1，就可以轻松调整栅极箝位电路以满足负载要求。
总的功耗由“TIMER”引脚限制，这个引脚记录MOSFET调节输出所用的总时长。如果过压状态持续超过15ms，那么LT1641就停机并允许MOSFET停止输出调节。在大约半秒钟以后，该电路尝试重新启动。这种重启周期一直持续，直到过压状态消失并恢复正常工作为止。处理过流故障的方法与图2描述的方法相同。
电池反向保护
简单地增加一个串联二极管，就可以给图2或图3所示电路增加电池反向保护功能。
在大多数情况下，采用普通p-n二极管就可以，如果正向压降很重要，可以选择肖特基二极管。在隔离二极管中的功耗不可接受的关键应用中，图4所示的简单电路就可以解决这个问题。
在正常工作情况下，MOSFETQ2的体二极管正向偏置，并传送功率至LT1641。LT1641接通时，Q2栅极获得驱动，从而完全接通。如果输入反向，那么Q3的射极就被拉低至低于地电平，Q3接通，从而将Q2的栅极拉低并保持其接近Q2的源极电平。在这种情况下，Q2保持断开状态，并隔离反向输入，使其不能到达LT1641和负载电路。微安级电流流经1MΩ电阻，到达LT1641的“GATE”引脚。
高压LDO用作电压限幅器
最高输入电压额定值为25V或更低的降压稳压器(如LT1616)一般不考虑用于汽车应用。然而，如果与LT3012B/LT3013B等低压差(LDO)线性稳压器结合使用，在输入电压上的缺点就可以轻松克服。这种尺寸小、效率高的组合如图5所示，可以在汽车环境中提供3.3V输出。
LT3013B拥有4V至80V的宽输入电压范围，并集成了电池反向保护功能，无需特殊电压限制或箝位电路，因此节省了成本和电路板面积。在以适中的负载电流工作时，LDO稳压器的效率近似等于VOUT/VIN。如果VOUT比VIN低得多，那么LDO的效率就会下降。例如，将12V输入降至3.3V输出时，效率仅为28。
本文在安全跟车模型的基础上，设计了系统构成，并给出了初步的设计方案。对车载测距技术进行了综合比较，确定系统采用毫米波多普勒雷达传感器、超声波传感器和红外线传感器分别对前、后和侧向车间距离、两车相对速度和角度进行测量；在结合各种防碰原理的基础上，把系统分为主控单元子系统、测距子系统、信息采集单元子系统和显示-声光报警子系统四个部分，并确定了实现系统功能所需要的关键技术;在安全距离的基础上，对主控单元子系统和测距子系统进行了软、硬件设计，解决了系统功能所需要的关键技术。
车辆防撞技术作为智能运输系统的一个子课题，将不断成熟和完善，防撞系统的应用可以缩短车辆间的安全行车距离，还可以实现安全超车，保证高速运行车辆的安全性，提高公路运输效率，促进经济的快速发展。
关键词：防撞预警；雷达；超声波；红外线；传感器
英文摘要
Thetrafficsafetyconditionisbecomingmoreandmoreseriousinrecentyears,thestatisticshowsthatamongtheaccidentofhighwaytheRear-endCollisionandSideCollisionarefrequent.Ifthedriverscanbeinformedbeforetheaccidentstakeplace,thesafetylevelwillbeimprovedgreatly.Thehighwayvehicleanti-collisionwarningsystemissuchatechniquebasedontheinitiativesecurityofautomobilewhendriving
Basedonthemathematicmodelofautomobilesafefollowingdistance,thehardwareandsoftwareofthesystemarebuilt.Throughanintegratedcomparisonofdetectingtechniques,themillimeterwavefrequencymodulatedpulse-Dopplerradar、Ultrasonicsensorandinfraredsensorarechosen,whichcanmeasurethelengthwaysdistanceandtransversedistance,relativevelocityoftwovehiclesandazimuthatthesametime.Basedonreferencevarioustheoriesofanti-collisionwarningsystem,thesystemincludesfoursub-systems:themaincontrolunitofsub-system,measuringdistanceofsub-system,informationunitofsub-systemandmonitor,sound&lightalarmofsub-system.Basedonit,thekeytechnologiesinvolvedinthesystemaredetermined.Basedonthesafetydistancemodel,thesoftwareandhardwareofthemaincontrolunitofsub-systemandmeasuringdistanceofsub-systemaredesigned,thekeytechnologiesissolved.
Vehicleanti-collisiontechniqueassub-itemofIntelligentTransportSystemwillgrowupandbeperfectinfuture.Itwillshortenthesafespacebetweencarheads,actualizethesafeovertakingandguaranteevehiclesafety,soitwillhelptoincreasetransportefficiencyandkeepeconomicfastgrowth.
Keyword:anti-collisionwarningsystem;radar;ultrasonic;infrared;sensor
1.1选题意义和背景
汽车业与电子业是世界工业的两大金字塔，随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越来广泛，汽车电子化的程度越来越高。汽车电子技术是汽车技术与电子技术想结合的产物。汽车上的电器与电子控制系统在汽车技术进入机电一体化阶段的今天，地位极为重要，正在汽车技术领域发展成为一门独立的分支学科，其性能的优劣直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排放干净、及舒适性等。电子控制技术在汽车上，首先应用于发动机燃油消耗控制与排放进化与排放控制，接着被应用于底盘部分的控制，以提高行驶的稳定性、安全性、与舒适性等。随着交通运输向高密度发展，电子控制技术又进一步应用于汽车的乘坐安全性和导航等方面。
电子技术在汽车安全控制系统的应用主要是为了增强汽车的安全、舒适和方便。应用的电子技术主要有：电子控制安全气囊，智能记录仪，雷达式距离报警器，中央控制门锁，自动空调，自动车窗、车门、座椅、刮水器，车灯控制，电源控制以及充电器等。近年来汽车的自动调速系统，主动式汽车防撞系统，汽车监测和自诊断系统以及汽车导航系统也得到了广泛的应用。
汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物体（如汽车、行人或其他障碍物）的距离与汽车本身的车速不相称造成的，即距离近而相对速度又太高。为了防止汽车与前方物体发生碰撞，汽车的车速就要根据与前方物体的距离变化由执行机构进行控制，使汽车始终在安全车速下行驶。这样就会大大提高汽车行驶的安全性，减少车祸的发生。
汽车要避撞就必须凭借一定的装备测量前方障碍物的距离，并迅速反馈给汽车，以在危急的情况下，通过报警或自动进行某项预设定操作如紧急制动等，来避免由于驾驶员疲劳、疏忽、错误判断所造成的交通事故。目前，大家都将防撞技术的关键点着眼于车辆测距技术。
1.2国内外研究的现状
鉴于交通事故的不可预测性和不可绝对避免性，为了减少交通故，优化交通秩序，利用计算机及信息技术来提高道路交通安全和效率已成为国内外研究的热点。二十世纪八十年代以后展开的关于智能交通系统的研究，被认为是解决各种交通问题的一个很好的途径。智能交通系统是将先进的信息技术、通讯数据传输系统、电子控制系统以及计算机处理系统有效地应用于整个运输管理体系，使人、车、路环境协调统一，从而建立一个全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统。其中智能车辆系统涉及到计算机测量与控制、计算机视觉、传感器数据融合、车辆工程等诸多领域。视觉系统在智能车辆中起到环境探测和辨识作用。与其他传感器相比，机器视觉具有检测信息量大，单纯以当前的现实条件出发解决，容易导致系统实时性差。在实际应用中可使用多个摄像机，或者利用高速摄像机的多幅连续图像序列来计算目标的距离和速度。还可根据一个摄像机的连续画面来计算车辆与目标的相对位移，并用自适应滤波对测量数据进行处理，以减少环境的不稳定性造成的测量误差。在智能车辆领域，除视觉传感外，常用的还有雷达、激光、GPS等传感器。
德国和法国等欧洲国家也对毫米波雷达技术进行了研究，特别是奔驰、宝马等著名汽车生产厂商，其采用的雷达为调频毫米波雷达（FrequencyModulationContinuousWave）,频段选择76~77GHz。如奔驰汽车公司和英国劳伦斯电子公司联合研制的汽车防撞报警系统，探测距离为150米，当测得的实际车间距离小于安全车间距离时，发出声光报警信号。该系统已经得到应用。
美国的汽车防碰撞技术已经相当先进，福特汽车公司开发的汽车防碰撞系统的工作频率为24.725GHz,探测距离约106米。据说该系统理论上能根据转弯的角度信息自动适应路面的转弯情况，仅探测本车道内车辆的信息，从而可避免旁车道上目标物的影响。戴姆勒-克莱斯勒公司的防撞结构主要是两个测距仪和一个影像系统，她能够测出安全距离，发现前方有障碍物，计算机能够自动引发制动装置。戴姆勒-克莱斯勒公司的实验结果显示，车速以每小时32.18公里/小时的速度行驶，在距离障碍物2.54cm的地方停下来。
我国汽车防碰撞系统的研究开发同国外发达国家相比，存在较大差距，近几年相继有一些科研院所、大专院校和公司厂家进行此方面的研究。近距离报警如倒车雷达现已蓬勃地车辆上安装使用，但国内目前生产的中远距离测量普遍达不到要求，表现在最远测距距离近，测距误差大，远远不满足高速公路的安全车距离要求，需进一步研究。
本次研究主要针对汽车防撞系统，对前面开发的系统性能进行了改进。主要研究内容包括以下几个方面:
1.汽车纵向防撞系统的总体设计
完成汽车防撞系统的总体设计，把整个系统划分成四个分工不同的子系统，并确定实现总体方案所需要解决的关键技术。
2.汽车防撞安全距离模型的确定
结合系统的技术要求和车辆的行驶情况，对课题组以前提出的安全距离跟车模型进行了改进，使其具有更好的可靠性和实用性，对模型中的个别参数进行重新选取，使模型及模型的参数选取更加合理。
3.进行汽车防撞系统硬件的总体设计并解决关键技术
在以前研究的基础上，重新对汽车防撞系统进行总体设计，提高了系统的实时性，并且电路中硬件器件全部采用贴片封闭形式，提高硬件系统的抗干扰性和可靠性。本论文中着重论述了主控单元子系统和雷达工作数据发送单元的硬件设计，解决了汽车防撞系统中的雷达测距系统这一关键技术，使该课题的研究从模拟实验阶段过渡到实车实验阶段。
4.按照系统的功能需求，制定了各子系统之间通讯的通讯规约，并用MCS-51汇编语言设计了系统的主控单元子系统软件和雷达测距子系统中雷达通讯数据发送单元软件。
5.在模拟实验的基础上，通过装车实验，验证了系统所要求的各种性能。
1.3本文的主要工作和内容安排
本文在第一章绪论中阐述了汽车防撞技术产生的背景及现实意义，主要研究内容并对现有的防撞技术进行了归纳和总结，进而提出本课题的研究思路和新颖所在;第二章主要阐述了测距传感器的选择，并且确定了三种测距方法；第三章进行了报警系统防撞模型的建立;第四章进行了硬件设计和实验验证;第五章为系统的软件设计，第六章为结论与展望。
目录
第一章绪论1
1.1选题意义和背景1
1.2国内外研究的现状2
1.3本文的主要工作和内容安排5
第二章几种测距方式的比较和选择6
2.1激光方式7
2.2超声波方式8
2.3红外线方式9
第三章系统模型的建立10
3.1追尾防撞模型的建立10
3.1.1模型建立的理论依据10
3.1.2模型的建立12
3.1.3模型的讨论17
3.1.4模型参数的讨论18
3.2超车侧向防撞模型的建立19
3.2.1模型的建立19
3.2.2模型参数的选择26
3.2.3模型的最小转角与最大转角数据分析28
第四章系统硬件设计30
4.1单片机的性能特点30
4.1.1单片机的选择30
4.1.2MCS-51单片机的主要性能31
4.1.3单片机系统的设计要求31
4.2追尾碰撞报警系统硬件设计32
4.2.1测量距离通道的设计32
4.2.2测速通道的设计33
4.2.3开关量输入通道的设计34
4.2.4转向、油门、制动信号的采集35
4.2.5声光报警的设计36
4.2.6显示装置的设计39
4.2.7电源设计43
4.2.8电路板的电源保护装置和电源的抗干扰的设计44
4.2.9"看门狗"电路的设计44
4.3系统主要传感器47
4.3.1毫米波雷达传感器48
4.3.2超声波传感器53
4.3.3红外线传感器55
4.3.4霍尔车速传感器55
4.3.5转向角度传感器59
4.3.6制动踏板传感器60
4.3.7油门传感器61
4.3.8路面状况选择开关61
4.4系统总体电路图64
第五章报警系统软件程序的实现65
5.1系统报警方式65
5.2程序设计思想65
5.3程序的实现66
第六章结论与展望71
6.1结论71
6.2展望71
参考文献73
附录76
本论文中虽然对安全距离模型进行了改进，但仍需进一步改进和细化，采用一定的控制理论和算法，使模型更具有科学性、可靠性和可操作性。本系统现阶段只是就危险情况实现了向驾驶员报警，事实上由于驾驶员的反应性有差异及注意力不集中、疲劳驾驶等因素的存在，有时未必能及时采取减速、刹车等措施，因此系统下一步的目标是实现自动刹车的功能，使驾驶员的安全更有保障。
(2)本系统还应该进一步在复杂天气(雨、雪、大雾)，潮湿、冰雪路面上进一步测试，验证系统的设计功能。
(3)在本系统基础上，进一步开发车辆自适应巡航控制系统，使车辆的舒适性和主动安全性得到提高.
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1SABER软件仿真技术
SABER软件是一个在数学模拟及硬件设计方面功能卓著的仿真工具。对于复杂的混合信号设计和验证问题，SABER软件为设计工程师提供了一种功能强大的混合信号行为仿真器。由于混合信号硬件描述语言——MAST的支持，SABER软件实现了单一内核混合信号及混合技术的仿真，完全改变了模拟电路仿真的现状。SABER软件在混合技术领域具有多个仿真引擎，可以分别处理不同领域的设计单元，且遵循相应的守恒定律，支持电力系统、机电一体化、机械系统、电子系统、光电控制系统、液压系统等系统单元。现在，SABER软件在汽车和飞机制造领域已得到广泛的应用。尤其是在汽车制造领域，许多欧美公司已将它定为行业标准，并投资SABER软件的发展以不断满足新的设计需要。
SABER软件具有明显的优势：分析从SOC到大型系统之间的设计，包括模拟电路、数字电路及混合电路；通过单一的混合信号仿真内核就可以提供精确有效的仿真结果；通过对稳态、时域、频域、统计、可靠性及控制等方面的分析来检验系统性能。
SABER仿真器能够让设计人员对从汽车的最初设计方案（方框图）到由实际电路和机械实现的完整系统进行仿真。这种能力对于复杂运动控制系统的设计（如ABS系统、安全气囊系统、发动机控制系统、车身控制系统等）尤为重要。
2汽车电子仿真技术的应用
2.1建立数学模型
所谓计算机仿真就是将实际系统的运行规律用数学形式表达出来，它们通常是一组微分方程或差分方程，然后通过计算机采用数值求解法求解这些方程。
在仿真之前，首先对系统原理图中的所有零部件进行抽象化，建立数学模型，绘制系统的数学模型。为了对电路或系统进行计算机仿真，经常需要开发一个或一组模型。要研究电路的详细特性，可能要求对物理器件建模，有时还需要对大型电路或系统建模。系统模型可能无需和器件模型一样详尽，但作为大系统仿真的一部分，系统模型仍然非常有用。零部件数学模型的质量直接关系到仿真结果的准确性。通过对数学模型各种参数属性的设置来模拟零部件的功能，同时，经过大量计算和试验，不断修正、完善数模。对于同一类零部件可以共用一个（或一类）模型，通过调整数模参数值来实现零部件的更迭。这对于缩短开发周期、节省开发成本，起着至关重要的作用。
在一定外界条件（即输人或激励，包括外加控制与外加干扰）的作用下，从系统的一定初始状态出发，所经历的由其内部的固有特性（即由系统的结构与参数所决定的特性）决定了整个动态过程。研究系统及其输人、输出三者之间的动态关系，即可确定其性能的属性。图1是汽车音响系统中扬声器的物理模型，其中In_pfUIn_m作为输人信号、由电磁学可知，可以进一步将其简化为力f（t）输人。
于是可将其进一步简化为质量-阻尼-弹簧系统，如图2所示，图2中m、c、k分别表示质量、粘性阻尼系数、弹簧刚度。对系统而言，质量受外力f（t）的作用，质量位移为y（t）（实际扬声器衔铁的振幅），系统的动力学方程为my"（t）cy''''''''（t）ky（t）=f（t），y（o）=yo，y''''''''（o）=y''''''''。
其中，y（0）与y''''''''（0）分别为质量的初位移与初速度，这就是在输人作用于系统之前系统的初始状态。显然，此系统在任何瞬间的状态完全可以由质量的,y（t）与y''''''''（t）这两个变动着的状态（即状态变量）在此瞬间的取值来刻画。因为y（t）在此瞬间的取值代表了位移的情况，y''''''''（t）在此瞬间的取值代表了y（t）在此瞬间的变化趋势（速度）的情况。
还有一种更直接的建立数学模型的方法，就是模拟硬件描述语言（AHDL）的含义。MAST就是一种AHDL,Saber仿真器可以仿真用MASTAHDL描述的网表。
零部件的模型是建立在大量计算和试验基础上的，SABER软件提供了大量的零部件库文件，对于类似的零件只需修改其属性参数值即可。
2.2对系统原理进行仿真
在仿真过程中，将数学模型转变成为计算机上运行的仿真模型，是由SABER软件系统来完成的，并同时根据仿真模型编制出仿真程序。通过对系统的仿真，可以随时得出各个子系统或零部件的瞬时工作状态及性能参数变化，如电压、电流、功率、转矩等各参数的波形。通过对这些波形与实际试验的结果进行对比分析，找出两者的差别，从而修正原设计。
如先前所提及的，安全性和舒适性的需求导致了新的、高能耗的负载。这些负载可能随着汽车产品的进一步电子化，汽车电子控制装置得到更多的应用，所消耗的电能也将大幅度地增加。现有的12V动力电源已满足不了汽车上所有电气系统的需要，今后将采用集成的42V起动机-发电机供电系统，发电机最大输出功率将由目前的1.4kW提高到8kw左右，发电效率将会达到80以上。伺时，电压等级的提升还将同时带来许多新的问题。12V/42V汽车双电压系统原理图如图3所示。
2.2.2起动机／发电机系统
2.2.3双电压系统中42V供电系统
在运行中，双电压系统的电压随着转速变化而变化，电压峰值对电器元件的影响是非常明显的。图5所示的是双电庄系统中42V供电系统的变化曲线，非常清晰地显示了在转速急剧变化时电压的瞬时值，此脉冲电压峰值在电气系统设计和选择电子电器元件时有着非常重要的参考价值。
在仿真过程中，主要分两种类型进行。为了描述简单，这里将42V与14V分开进行讨论。第一种方法，全部打开所有的电子设备，可以观察到整个系统及各个电子器件的电压、电流波形，以及各个电子电器设备互相切换或同时打开时的电压、电流波形。同时，很方便地观察到在抛载状况时的峰值电压波形，局部抛载或全部抛载对系统的影响。
2.2.414V供电系统
14V电压系统主要用于各控制单元，对波形要求甚高。若峰值电压及电流产生严重的脉动，使蓄电池两端电压产生脉动干扰，控制单元搭铁（蓄电池负极）电位也将随之产生脉动干扰。如果这个干扰脉冲幅值过大，就会造成原有信号的丢失，引起控制失灵。观察峰值电压的波形，判定是否符合系统要求。14V线路上的电压波形如图6所示。
2.3对仿真模型进行修改、检验
目前市场上的汽车种类繁多，车身造型也是五花八门，但大多还是采用了流线型的汽车车身造型设计，这样可以使汽车形态流畅、简洁大方、又减少了空气阻力，尤其以跑车造型最具代表性，但这样的造型却给建模带来很大难度，下面就以一款概念跑车为例，阐述Rhino制作汽车车身的三维建模方法。
1背景图导入
在Rhino中最为精确建模的方法就是把各角度的背景图插入到相应的视图中去。背景图需提前在AUTOCAD软件中制作出来，一般我们选用的角度多为顶视、侧视和前视。然后应用Rhino软件的Back-groundbitmap工具将背景图插入到相应视图中，调整比例和位置使它们的大小和位置关系互相符合，如图1是背景图插入并对齐后的样子。
2绘制车身的特征
曲线这是一个非常关键的步骤，首先利用之前调整好的背景图，应用曲线工具绘制出构成车身主要曲面的特征曲线。由于特征曲线直接关系到汽车整体造型质量的高低，所以绘制时先打开Planner模式，然后在一个视图中绘制出特征曲线，再使用controlpointson工具到相应的视图中，依照曲线的方向去调整每个控制点的具置，控制点越少，曲线的光滑度和精确度就越高，如图2是各视图中的汽车特征曲线。
3创建汽车的车身主体
在完成特征曲线的绘制后，就要进行曲面生成的步骤。由于该车完全是流线型造型，为了生成光滑流畅的曲面，在曲面与曲面衔接的地方连接点尽量采用G2连续。由于构成汽车车身的曲面比较多，我们在这主要把它大致分为三部分：车身、玻璃和车门。由于车身和车门在造型上是连贯的曲面，所以先利用Rhino中的Sweepalong2Rails将它们一体生成，再利用投影工具将车门投影上去，并对其进行Trim做出车门部分。玻璃部分同样采用Sweepalong2Rails或SurfacefromCurveNetwork工具，将其生成曲面。如图3所示。
其它部件的生成
除了汽车的车身主体外，还为车身增加了进气格栅、门锁把手、车标等等细节，这些都是在车身对应的位置上应用投影、剪切、挤出等工具生成的。另外，还为汽车增加了车轮和内饰，使汽车整体更加完美。如图4所示。
模型渲染
2问题管理的系统化、体系化、流程化
3问题管理需要专人负责制并常态化
汽车设计开发过程中，各阶段的问题侧重点各不相同，各专业模块各有特点，这就需要针对不同的问题进行专人负责制地管理，并使其常态化，进行常规化、持续化管理，直到项目完成。例如冲压同步分析问题清单就需要有冲压工程背景的冲压工程师来管理，从第一个问题提出到最后一个问题关闭期间，都需要专人跟踪推动，并在汽车设计开发团队里形成常态化的管理模式。这样做的好处是能够使问题一提出来就能够传递到对应的产品工程师处，并且由提出问题的冲压工程师与该产品工程师密切沟通，共同讨论问题解决的对策，产品工程师再将达成共识的对策落实到具体的产品结构中，冲压工程师再次分析产品数据，验证其冲压成型性，直到问题关闭。例如，冲压工程师做冲压成型性分析后，发现左/右前轮罩外板加强板钣件成形时，在拐角处有开裂现象，立刻将此问题纳入冲压同步分析问题清单跟踪。他找到对应的产品工程师，并一起寻找问题解决的对策，经过双方沟通达成“在此拐角处增加缺口，向内凹5mm，并局部修改产品特征”的修改意见。产品工程师修改此零件3D数模，落实该措施，最后形成新的产品数模，提供给冲压工程师再次分析，结果满足冲压成型性分析，问题关闭。
4问题管理需要分散与集中并行
5问题管理需要发挥人的主观能动性
新能源汽车检修课程需要学习者有较强的汽车理论基础和动手实践能力，授课对象是五年制（高级）汽车运用与维修专业的学生。该类学生已经在校学习三年，掌握了基本的汽车理论以及常见车辆故障诊断技术。授课教材是《新能源汽车技术》（崔胜民主编，北京大学出版社2009年出版），该教材全面系统论述新能源汽车技术，重点介绍电动汽车用动力电池、电动机，油电混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车的结构、原理及设计方法等，比较适合高年级汽车运用与维修专业的学生使用。
2.课程目标分析
在新能源汽车检修课程的培训过程中，教师采用“行动引导型教学法”中的“任务驱动教学法”，让学生了解新能源汽车发展趋势，重点掌握油电混动汽车和纯电动汽车关键技术，提高学生对新能源汽车的整体认识和动手实践能力。
二、教学方案设计
笔者以丰田普锐斯油电混合动力汽车动力系统的电路故障诊断为例，介绍如何应用工作任务引导学生学习油电混合动力汽车动力系统电路项目。
1.课程任务制定
教师事先用三组线束将丰田普锐斯教学车与其配套的油电混合动力系统电路测试面板相连，一组学生利用故障设置盒在原车设置故障，另一组学生在电路测试面板上找出故障点并排除。具体要求学生做到如下几点：
（1）排除丰田普锐斯油电混合动力系统两个故障点；
（2）实车诊断故障在20分钟之内完成；
（3）查阅丰田普锐斯油电混合动力系统维修手册；
（4）使用丰田汽车专用检测仪（型号IntelligentTesterⅡ）和万用表等设备；
（5）实车操作动作符合人身、车辆的安全规范。
2.课程组织实施
（1）复习课程，引出项目。教师在布置工作任务之前，利用汽车零部件实物、PPT课件，向学生讲解丰田普锐斯汽车动力系统中的驱动桥机械组成和工作原理，回顾上一节课的内容，同时引出动力系统的控制电路，研究其组成、工作特点。
（2）分组定岗，布置任务。教师依据学生学习情况，将学生分成多个小组，每一小组4~5人。每辆教学车配2组人员，老师向小组派发工作任务书。设置故障组人员通过讨论后，利用故障设置盒设置2个故障点，同时评价另一组成员在实车排除故障的实操行为。而排除故障小组接到任务书后，查阅动力系统电路图，分析电路的工作原理，准备车辆保护五件套、丰田汽车专用检测仪、万用表和常用工具等。
（4）检查控制，排忧解难。学生在实车排除故障过程当中，记录重要的实操步骤和检测结果。教师时刻监督实习场地的变化，排除一些影响教学进度的因素，发现违规操作，特别是安全问题要立刻要求学生改正。
三、课程成绩评定
该门课程的成绩评定由过程性评定和终结性评定组成，二者分值各占50%。过程性评定通过小组成员自评、小组互评和教师点评三种方式共同完成，整个过程必须公正和公开。终结性评定通过平时课后作业和期末闭卷笔试成绩两种方式共同完成。过程性评定是重视学生电路检测、总成拆装的实操行为，而终结性评定是重视学生理论知识的掌握水平，两者结合全面提高学生的汽车维修专业能力。
四、课程设计体会
1.学生收获
任务驱动是该课程实施的主干，学生主动，教师引导，将“教、学、做”适当地融为一体。学生可以在模拟的汽车维修情境中学习，激发学习兴趣，快速掌握新能源汽车维修技术。个别学生学习能力较差，通过小组成员的通力合作，互帮互带来完成任务，增强其自信心。
2.师资要求
严扬在与该系交通工具设计专业的学生们交流时，反复提醒同学们每一个作品背后要有“故事”，“故事”的内容包括这辆车是为谁设计的，车辆的使用者用车时的场景等等，其目的就是希望学生避免掉进过分地重视汽车造型而忽视了汽车的实际功能的“坑洞”里。
汽车设计人才的成长需要整个汽车工业体系的配合
“以前我国培养汽车设计师的教育模式是以车身工程为主，车身造型为辅，专业设置属于工科，而在国外，汽车设计师基本都是搞造型的出身，专业设置属艺术类。国内以前这种教育模式与当时中国汽车工业的生产技术水平是相适应的，而且也是与当时汽车市场的发展状况相适应的。如果当时培养以车身造型为主的设计师，那么他们走出校门后很可能难有用武之地。”据介绍，清华大学美术学院工业设计系开始“试水”汽车造型设计方面的课程也是1996年以后的事情了。严扬指出，这几年随着经济的发展，汽车消费市场越来越成熟，个人买车的比例也越来越高，中国培养以造型为主的汽车设计师的时机已经成熟，“现在已经有一些我们认为不错的企业开始给设计师提供良好的成长与发挥的环境了，但一个好的设计人才的成长还需要整个汽车工业体系的配合。”
技术对市场的影响越来越不明显
严扬认为，造型作为汽车产品的一种竞争力，其作用正在不断提升，在国外，一些汽车产品的设计对市场的影响力已经超过了技术对市场的影响力，国内也出现了这种趋势。
他解释道：“任何一个产品进入市场时都是以技术为主导的，很多现代产品的产生正是基于技术创新，但是技术对市场的推动是跳跃式的——技术发展到一个十分成熟的阶段后，就会遇到一个平台，期间产品的技术不会有重大进步，也不会对产品的市场进步产生重大的推进，当产品技术得到重大突破，摆脱平台期后技术对市场的推动作用又会增强，但这一技术会逐渐成熟，走向下一个平台期。从机械技术的角度来看，汽车技术遇到的平台期已经很长了，说得极端一些，20世纪前半叶，汽车机械技术方面的大致格局已经形成，虽然之后汽车技术又遇到了很多很有意义的改进，但是对汽车的基本功用、结构没有产生大的影响。当技术遇到这种平台期时，产品在市场上的进步需要设计来弥补、来推动。汽车造型在产品间技术水平差不多的情况下能够通过体现个性，满足消费者的心理需求来创造更多的价值。”
国内汽车企业模仿借鉴要避免“硬碰硬”
在与笔者聊到某款因外型设计而引起广泛争议的车型时，严扬认为，我国一些汽车的设计可能会有模仿的因素但这并不完全等同于抄袭，某些汽车工业强国在发展初期也是经历了模仿的阶段。关键是我们的企业在模仿、借鉴的过程中要学会与国外的企业“共生”，不能在知识产权的问题上与别人“硬碰硬”。当我们国家汽车设计能力发展到一定水平后，模仿自然就会转变为创新。
汽车上的“中国元素”应当是一种自然的流露
2提高项目管理在汽车音响产品开发设计中的应用效率的策略
2.1在整个汽车企业管理层形成项目管理理念现阶段，中国汽车企业应该形成较为系统化、格局化的项目管理模式，以有效的抵制某些企业新产品开发过程中项目管理的自发形成与局部开展弊端。而且汽车企业高层应该担负着推动项目管理发展的责任，充分认识到当今社会项目管理在汽车音响产品开发乃至整个企业生存发展上的重要性，并在此基础上根据企业自身积极营造围绕项目管理的企业管理文化。而且，企业管理层不仅要形成项目管理理念，更要在实践中有效开展产品开发的项目管理，担当重大项目的指挥者和组织者。