熊小阳[1]2006年在《基于模糊控制的ABS仿真研究》文中认为汽车防抱死制动系统(ABS)是改善汽车主动安全性的重要装置,在汽车高速化发展的今天,它的应用越来越广泛。ABS是通过在制动过程中自动控制车轮的制动力矩从而防止了车轮抱死,这对于提高汽车制动时的方向稳定性和转向操纵性,改善汽车的制动效能,保证驾驶员和乘客的安全是十分重要的。本文首先对汽车制动防抱死系统进行系统的理论分析,包括ABS的工作原理,构成以及目前流行的控制策略(逻辑门限值控制,PID控制,滑模控制,模糊控制)。另外,还对ABS制动性能的评价进行了归纳和总结。针对目前ABS研究领域中所采用整车模型较为简单的缺陷,本文将多体系统动力学与智能控制理论相结合对汽车制动防抱死控制系统进行了研究,利用ADAMS/CAR建立了汽车整车的多体力学模型,模型包含了前后悬架系统、动力总成、转向系统、稳定杆系统、制动系统以及车身系统,同时也考虑了轮胎、衬套、弹簧、减震器等部件的非线性,准确地表达了车辆的动态特征。本文再利用Matlab模糊控制工具箱建立了制动防抱死控制系统的模糊控制策略,并在Matlab/Simulink中建立了防抱死制动控制模型,利用ADAMS/Control接口进行机械模型与控制模型的集成、协同仿真,仿真工况根据国标(13594-92)对防抱死制动系统的性能要求确定,并将仿真结果与无ABS作用时的制动结果比较,取得较好的效果。最后,本文还建立了另一种控制策略--逻辑门限值控制算法的控制模型,并将两种控制策略的仿真结果进行了比较和分析,反映出模糊控制在整车制动防抱死控制系统上的控制优势,结果表明该控制算法稳定性好,并具有较强的鲁棒性。
刘倩[2]2008年在《汽车防抱制动系统（ABS）模糊控制方法的研究》文中指出随着科学技术的进步和人们物质生活水平的不断提高,人类社会对汽车的安全性,特别是制动安全性能提出了更高的要求。汽车防抱制动系统(ABS)就是为满足人们对汽车安全性日益增长的需求而开发出的汽车电子产品,它是一种在汽车制动时能够自动调节车轮制动压力,防止车轮抱死以取得最佳制动效果的装置。目前,汽车ABS控制效果的改善受到了越来越多科研工作者的关注。因此,为了改善ABS的制动效果,本文应用模糊控制方法来控制汽车防抱制动系统(ABS),从而提高汽车的制动安全性能。本文首先在分析汽车制动过程性能的前提下对汽车ABS的工作原理进行介绍,并根据汽车ABS的工作原理建立数学模型。然后将模糊控制方法应用于汽车ABS的控制系统中,建立基于路面识别的ABS模糊控制系统。该控制系统是以滑移率为被控对象并可以根据不同的道路状况自动调整期望滑移率参数的模糊控制系统。将分别设计汽车ABS模糊控制器和参数自整定PID模糊控制器,并根据所建立的两种模糊控制器分别对ABS的控制系统进行仿真试验。最后将针对汽车ABS模糊控制系统设计出硬件电路,并简要分析ABS模糊控制系统软件功能的实现方法。
罗俊奇[3]2008年在《汽车驱动防滑控制系统的研究》文中指出汽车行驶安全性受到了人们的高度关注,对汽车的行驶安全性能要求不断提高,汽车安全系统已经成为汽车研究发展的重要部分。汽车驱动防滑系统(Acceleration Slip Regulation,简称ASR),是一种主动安全装置,可根据车辆的行驶行为使车辆驱动轮在恶劣路面或复杂路面条件下得到最佳纵向驱动力,能够在驱动过程中,特别在起步、加速、转弯等过程中防止驱动车轮发生过分滑转,使得汽车在驱动过程中保持方向稳定性和转向操纵能力及提高加速性能等。汽车安全系统是当今汽车研究领域中的一个重要组成部分,深入进行汽车主动安全装置的研究工作,提高车辆在恶劣复杂的路面条件和加速、转弯等过程中的操纵性和行驶平顺性,是我国汽车产业的一个研究方向。ASR系统的控制方式主要是制动力控制和发动机转矩输出控制。综合考虑各控制方式的优缺点,以及实际成本问题,本文采用发动机转矩调节方式和驱动轮制动控制组合方式,并针对汽车行驶的不同状况,设计汽车驱动防滑转控制策略,并根据设计的控制策略,合理组合发动机转矩调节和驱动轮制动控制,取得更好控制效果。汽车驱动防滑控制的算法,主要有逻辑门限值、PID控制、模糊控制、滑模变结构控制。本文分析各控制算法在汽车ASR系统应用的优缺点。基于滑模变结构算法设计ASR系统,以及滑模控制器的设计。本文整体上分析了ASR系统,针对ASR的关键技术和难点展开了分析与讨论,主要对ASR系统的软件系统结构的分析和硬件电路的设计,其中对软件模块进行了详细的分析,说明了硬件电路的组成及其工作的基本原理。分析了当前汽车驱动防滑的控制算法,特别是针对几种控制算法在ASR的应用进行详细的分析研究,结合现代控制理论,设计基于滑模变结构的汽车驱动防滑控制系统。在MATLAB平台上进行基于滑模变结构ASR的仿真,设定不同的初始状态和不同的路面情况,检验滑模控制算法在ASR系统的控制性能。进一步设计改进的控制结构框图,优化控制系统,使得系统更适合实际多变的路面情况和不同的汽车行驶状态。本论文课题由广州市科技攻关项目(070053)资助。
潘开广[4]2007年在《汽车防抱死制动系统模糊控制策略研究》文中研究说明在目前实际使用的汽车ABS产品中,绝大多数的ABS都采用经验的逻辑门限控制方法,但该方法没有相应的理论作为指导,控制逻辑较为复杂,参数的选择只能依靠经验和大量的道路试验来选取。这样不仅耗资巨大,而且延长了产品的开发周期。这种控制方式对于复杂路面的适应能力和抗干扰性都还存在问题。本文试图利用一种新的控制方式—模糊控制对汽车ABS进行研究。论文所作的主要工作如下:(1)在前人的基础上,深入研究了汽车ABS控制原理和模糊控制理论,并建立了单轮车辆动力学模型及模糊控制器模型;(2)在单轮车辆动力学模型基础上,采用MATLAB/SIMULINK工具箱建立了ABS模糊控制系统SIMULINK模型并进行了仿真及分析;(3)在原有的模糊控制系统基础上,加入了路面识别算法并进行仿真研究;(4)进行了基于模糊控制的汽车ABS控制器软硬件初步开发。采用模糊控制可以提高汽车ABS的控制精度和抗干扰性。通过本文研究,为模糊控制的汽车ABS产品化打下了基础,具有一定的理论价值和科学意义。
苏周成[5]2007年在《车辆转弯制动稳定性动力学控制研究》文中指出车辆制动稳定性是车辆制动的一个重要性能,长期以来,人们对防抱制动系统(ABS)进行了大量的研究。ABS在某种程度上提高了车辆制动稳定性,并缩短了制动距离,但不能根本解决车辆制动时的稳定性。近些年提出了四轮转向控制(4WS)、直接横摆力矩控制(DYC)等控制技术,但基本上都是恒速条件下提高车辆操纵稳定性。车辆转弯制动是一种更为复杂的工况,它不同于直线制动工况,转弯制动时的载荷转移和大侧向滑动对制动稳定性动力学控制提出了更高的要求。而车辆蔽障过程伴随制动、弯道行驶伴随制动和紧急制动也是常见的行车工况。在这些工况下车辆极易失去控制,因此有必要对车辆转弯制动稳定性控制进行研究。论文首先利用Matlab/Simulink建立了含“魔术”公式轮胎模型的四轮八自由度车辆模型,并对该模型进行了转弯制动工况下的仿真分析。分析说明,车辆转弯制动时,如果初始车速较小,施加制动力较小且前轮输入不大时,车辆能保持行驶稳定性,但制动力较大时,车辆将很快失去稳定性;而对于制动初始车速较大时,即使施加的制动力较小,也会使车辆很快失去稳定性。针对车辆转弯制动时车轮滑移率迅速增大到1,并导致车辆失去稳定性的情况,考虑用ABS防抱死控制系统来控制车轮滑移率,从而在一定程度上提高车辆转弯制动时的动力学稳定性。考虑到车辆系统模型的强烈非线性和车辆转弯制动时车辆运动参数变化较大的特点,采用控制鲁棒性较强的模糊控制,利用该方法设计了车辆转弯制动时的ABS防抱死控制系统,并进行了仿真分析。分析发现车辆在较低初始车速和前轮转角不大时采用ABS控制便能达到稳定性控制的要求。而对于初始车速较高时,采用ABS防抱死控制并不能满足稳定性的要求,车辆迅速失去稳定性。分析了车辆稳定性动力学控制的控制变量的选取,并设计了车辆转弯制动稳定性动力学控制系统模型,确定了控制系统结构,并确定以渐变速二自由度模型作为参考模型。然后建立横摆角速度模糊控制、质心侧偏角模糊控制以及联合控制系统模型,并进行了仿真分析。分析表明采用稳定性控制能进一步提高车辆转弯制动稳定性,并且提高了车辆转弯时的制动性能。通过对比发现采用联合控制能取得更为理想的控制效果,能兼顾横摆角速度和质心侧偏角的控制目的。论文最后将车辆转弯制动稳定性动力学控制应用于车辆转弯制动横向轨迹控制中,并基于驾驶员模型建立了车辆转弯制动横向轨迹控制模型。仿真分析不但证明了车辆转弯制动驾驶员模型的正确性,还充分说明车辆转弯制动稳定性控制可以使驾驶员模型具有更好的横向轨迹控制能力,并能改善车辆的驾驶特性,提高车辆的行驶稳定性。
张雷[6]2015年在《分布式驱动电动汽车制动系统关键技术研究》文中研究指明电动汽车是解决当前社会能源和环境危机的有效方案。随着电机和电池技术的不断发展,分布式驱动电动汽车应运而生。分布式驱动电动汽车具有精确迅速的驱/制动响应,有利于提高汽车的制动效能和制动稳定性,具有广阔的发展前景。因此,针对分布式驱动电动汽车制动系统的关键技术进行研究具有重要意义。本文结合国家973项目“分布式驱动电液复合制动系统特性与控制方法研究”,以分布式驱动电动汽车试验平台为研究基础,重点研究了常规转弯制动工况下四轮制动力分配方法、再生制动和液压制动系统的协调控制策略、基于模型预测的主动横摆控制方法。本文搭建了分布式驱动电动汽车试验平台。由轮毂电机实现驱动和再生制动,由液压线控制动系统实现液压制动,由步进电机实现单轮独立转向,由基于单片机的整车控制器实现上层控制算法和各子系统的协调控制。该试验平台可实现单轮驱动、再生制动、液压制动及转向,具有灵活的控制方式和良好的可扩展性。提出了常规制动四轮制动力分配方法。综合考虑了载荷转移和横向力需求,采用先前后轴后内外侧的顺序分配方式。针对前后轴制动力分配,在满足车辆横向力需求的前提下,路面附着所能提供的剩余的轮胎力用于纵向制动。针对内外侧制动力分配,以轮胎负荷为优化目标,得到内外侧制动力分配应与垂向载荷成正比。该分配方法可以保证车辆操纵稳定性且充分利用路面附着。提出了再生制动和液压制动的协调控制策略。在防抱制动过渡过程中以一个表征车辆触发防抱制动系统(ABS)可能性的系数协调再生制动的退出,以避免ABS频繁触发和退出引起的振荡;在防抱制动过程中根据路面附着采用相应的协调控制方法,在保证制动安全性的前提下,改善制动的舒适性和能量回馈效率。针对主动横摆控制(AYC)介入和退出不及时,提出了基于模型预测的主动横摆控制算法。设计了名义横摆角速度和名义车身侧偏角。考虑车辆动力学,以名义横摆角速度预估值和实际横摆角速度预估值的偏差作为控制量,对车辆稳定性的变化趋势进行预判,从而改善AYC控制的及时性。并提出了基于车身侧偏角稳定裕度的主动横摆力矩算法作为辅助控制算法,改善车辆在大车身侧偏角下的操纵稳定性。根据分布式驱动电动汽车干预方式灵活的特点提出了被控车轮选择策略,并在此基础上提出了驱/制动力抗阶跃分配方式,避免了干预力矩的突变。
孙栋栋[7]2006年在《全地面汽车起重机制动防抱死系统仿真研究》文中指出本文针对全地面汽车起重机制动过程建立了基于逻辑门限控制方法的ABS控制系统,在Matlab/Simulink环境下,运用有限状态机理论的Stateflow模块对高、低附着系数的路面分别建立了相应的控制器模型,组建了Simulink环境下的ABS制动过程的仿真模型,并在不同工况下对ABS控制系统进行了直线制动仿真,通过仿真总结了车速、路面、门限值的不同对ABS系统控制规律的影响;此外,本文还基于模糊控制理论,建立了基于车轮滑移率的ABS模糊控制系统,并运用模糊工具箱建立了基于Mamdani推理方法的ABS模糊控制的计算机仿真模型,运用Stateflow模块建立了路面选择模型,并对系统进行了直线制动仿真,通过仿真与基于门限值的控制方法做了对比,总结了控制规则、量化因子、比例因子的变化对ABS系统控制规律的影响;最后本文还对影响ABS性能发挥的几个关键参数进行了仿真研究。
刘颖姣[8]2008年在《车辆驾驶模拟器的ABS逻辑控制算法仿真研究》文中进行了进一步梳理随着汽车行驶速度的提高及道路行车密度的增大,人们对汽车行驶安全性能的要求也越来越高。防抱制动系统(简称ABS)能够最大限度地保证车辆紧急制动时的操纵稳定性和制动性能,从而较大地提高了行车安全性。自八十年代中、后期以来,ABS得到了广泛而迅速的普及,在汽车发达国家,ABS已经成为中、高档轿车的标准装配部件。ABS控制逻辑种类较多,但目前车辆上比较实用且有效的控制逻辑为逻辑门限值控制。在汽车动力学的研究中,对研究对象进行数学建模是一种非常普遍的方法。而在此基础上发展起来的动态仿真技术则是进行汽车性能研究的一种非常行之有效的手段。本文以实验室的驾驶模拟器为对象,对其防抱制动系统的控制原理及其控制算法进行了研究。首先介绍了ABS的基本工作原理,讨论了ABS目前常用的几种控制方法,重点研究了逻辑门限控制方法的控制过程,建立了适合于驾驶模拟器仿真研究的数学模型,其中包括整车、制动器、轮胎以及控制器四个子模型。并用Matlab6.0软件中的SIMULINK和STATEFLOW工具包对所建立的数学模型编制了仿真软件。通过计算模拟,比较了常规制动与防抱制动的不同效果,探讨了影响ABS性能的主要因素,找出了适合该车的控制逻辑和门限值。本文建立的动力学模型可以对汽车制动性能进行仿真,为汽车制动系统的设计研究提供参考。同时,在此基础上可以进一步对驾驶模拟器的防抱制动系统进行开发研究。为以后将ABS控制系统仿真模块应用于驾驶模拟器,使驾驶模拟器的动力学模型得到进一步的完善提供了平台和经验。
李志高[9]2011年在《汽车ABS的控制算法与仿真研究》文中研究表明随着汽车工业的飞速发展,汽车车速不断加快,人们对汽车的安全性能越来越重视。汽车防抱死系统(ABS)能够在汽车制动过程中通过对制动力矩的自动调节来防止车轮发生抱死现象,并使车轮滑移率维持在最佳滑移率附近,从而提高了汽车的制动效能以及方向稳定性。因此,作为一种有效的汽车主动安全装置,汽车ABS的应用越来越普及。但是在实际ABS产品中采用的逻辑门限值控制方法并不是一种理想的汽车ABS控制策略,因此有必要对ABS的控制策略进行进一步的研究。本文首先分析了汽车ABS的工作原理,并介绍了ABS的基本组成、布置方式以及目前比较流行的几种ABS控制算法。接着利用ADAMS/Car建立了包含前后悬架系统、转向系统、制动系统、轮胎模型、动力总成系统以及车身总成系统等的整车虚拟样机模型。结合模糊控制理论,本文利用MATLAB/Simulink中提供的模糊控制系统专用工具箱设计了基于车轮滑移率的ABS模糊控制系统,同时为控制器设计了路面识别系统。然后通过ADAMS/Controls模块提供的接口,将在ADAMS/Car模块中建立的整车虚拟样机模型与汽车ABS模糊控制器以及路面识别系统组成联合仿真模型,并分别在高附着系数路面和高低附着系数对接路面上进行了直线制动仿真。仿真分析结果表明：本文设计的ABS模糊控制器在高、低附着系数路面上都能够将车轮的滑移率控制在相应的最佳滑移率附近,显着地提高了汽车的制动效能。但是相比较而言,ABS模糊控制器在低附着系数路面上的控制过程没有在高附着系数路面上平稳,同时在汽车从高附着系数路面向低附着系数路面过渡的过程中,车轮滑移率的波动较大,前后车轮都出现了瞬间的抱死现象。为了进一步提高ABS模糊控制器对路面变化的自适应能力,本文通过对模糊控制器中量化因子和比例因子对系统控制性能影响的分析,提出了ABS自调整量化比例因子模糊控制器。通过仿真分析结果表明：ABS自调整量化比例因子模糊控制器与普通模糊控制器相比,其对不同的路面具有更好的自适应能力,能够进一步的提高汽车的制动性能。
苗建明[10]2004年在《基于加速度实时校正参考车速的汽车防抱制动系统理论分析及其仿真研究》文中研究说明随着科学技术的进步和人们物质生活水平的提高，人类社会对汽车的安全性，特别是制动安全性能提出了越来越高的要求。汽车防抱死系统(ABS)是一种在制动时能够自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果的制动系统。该系统能够有效的缩短制动距离、提高制动时的方向稳定性，对汽车的行驶安全具有重要的意义，因此己成为目前中高档轿车的标准配置。 本文针对汽车ABS作了理论分析和计算机仿真研究。全文的核心部分为在假设车速可以准确测得时，对ABS的基本模糊控制和模型参考自学习模糊控制进行了仿真研究，指出如果车速能够准确测出时，ABS的效果将会十分理想；鉴于目前还没有实际可行的车速测量传感器，论文创造性地提出采用加速度传感器测出车体加速度，用其来实时校正参考车速的方法，使得控制结果非常接近理想情况。主要研究工作包括：太原理工大学硕士研究生学位论文(1)(2)(3)(4)(6)在阅读大量文献的基础上，详细介绍了ABS的基本原理、组成、布置方式、型式和国内外研究历史、现状及发展趋势;针对ABS仿真计算的需要，对整个防抱系统进行了建模，包括轮胎模型、车辆模型、制动器模型、液压系统模型和控制器模型;对目前实际产品中所用的逻辑门限值控制方法进行了机理分析，接着采用预测控制技术对其进行了仿真研究;对基于附着系数的ABS控制方法进行了仿真研究，分析了其优缺点;对基本模糊控制和模糊模型参考自学习控制方法用于ABS进行了分析与仿真，并与其它两种方法进行了比较;非理想条件下，利用一种数值分析的方法求取出参考车速，然后利用前面的基本模糊控制器进行了研究，并分析了与理想情况下的误差，给出了校正的措施。
参考文献：
[1]. 基于模糊控制的ABS仿真研究[D]. 熊小阳. 华中科技大学. 2006
[2]. 汽车防抱制动系统（ABS）模糊控制方法的研究[D]. 刘倩. 吉林大学. 2008
[3]. 汽车驱动防滑控制系统的研究[D]. 罗俊奇. 广东工业大学. 2008
[4]. 汽车防抱死制动系统模糊控制策略研究[D]. 潘开广. 长沙理工大学. 2007
[5]. 车辆转弯制动稳定性动力学控制研究[D]. 苏周成. 重庆大学. 2007
[6]. 分布式驱动电动汽车制动系统关键技术研究[D]. 张雷. 清华大学. 2015
[7]. 全地面汽车起重机制动防抱死系统仿真研究[D]. 孙栋栋. 吉林大学. 2006
[8]. 车辆驾驶模拟器的ABS逻辑控制算法仿真研究[D]. 刘颖姣. 昆明理工大学. 2008
[9]. 汽车ABS的控制算法与仿真研究[D]. 李志高. 武汉理工大学. 2011
[10]. 基于加速度实时校正参考车速的汽车防抱制动系统理论分析及其仿真研究[D]. 苗建明. 太原理工大学. 2004
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