Simulink的汽车ABS建模与分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车实用技术20l341-第6期设计研究AUTOMOBILEAPPLIEDTECHN0LOGY2Ol3N0．6基于MATLAB／Simu¨nk的汽车ABS建模与分析陈洪，王南，闰小飞，邱鹏，徐岳(河北工程大学机电学院，河北邯郸056038)摘要：阐述了汽车防抱死制动系统(ABS)的工作原理，依据动力学的理论，在MATLAB／Simulink模块中构建汽车ABS的数学模型，并在模型中加入PID调节环节。分析不同路况下车轮的滑移率与附着系数的关系，得到最佳滑移率。以保持最佳滑移率为目标对

2、ABS模型进行仿真分析，利用汽车动力学的基本理论对所得结果进行评价。关键词：MATLAB／Simulink；ABS：PID；仿真中图分类号：U463．5文献标识码：A文章编号：1671—7988(2013)06—20—03ModelingandanalysisofthevehicleABSbasedonMATLAB／SimulinkChengHong，WangNan，YanXiaofei，QiuPeng，XuYue(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，HebeiUni

3、versityofEngineering，Handan056038，China)Abstract：Expoundtheworkingtheoryofvehicleanti-lockbrakingsystem(ABS)．Withthetheoryofdynamics，thevehicleABSmathematicalmodelisestablishedinMATLAB／Simulinkmodule，andthePIDregulatorisaddedinthemode1．Analysetherel~ionofwheelsl

4、iprateandadhesioncoefficientunderthedifferentroadcondition，obtaintheoptimumsliprate．TheABSmodelissimulatedandanalysedwiththetargetismaintainingtheoptimumsliprate．Resultsareevaluatedwithbasictheoryofvehicledynamics．Keywords：MATLAB／Simulink；ABS；PID；simulationCLCNO

5、．：U463．5DocumentCode：AArticleID：1671-7988(2O13)06-20-03究和应用的是基于逻辑门限值的ABS[21。采用此方引言法不能有效与多种车型结合也不能很好适应不同路面条件，控制效果不佳。目前国际上对保持最佳滑汽车防抱死制动系统(Anti-lockBrakeSystem，移率的控制方法研究正在逐步深入，此方法宜与一简称ABS)是集车轮转速传感器、制动压力调节器、控制处理器等为一体的当代汽车必备的主动安全装些现代控制理论相结合(如PID控制、H一<30控制等)，置[¨。国内ABS

6、研究水平相对国外较落后，主要研性能较好，有广阔的研究前景。本文利用MATLAB／Simulink建立以最佳滑移率为控制对象的作者简介：陈洪，硕士研究生，就读于河北工程大学机电学ABS模型，并引入PID控制环节，对模型进行仿真院，主要研究方向为机械设计及车辆工程。分析。学兔兔www.xuetutu.com21汽车实用技术2013年第6期1、工作原理简介为峰值因子，为曲线形状因子，为刚度因子，为曲线曲率因子。利用魔术公式可以根据监测车1．1车辆行驶动力学方程速、制动力矩和轮速等数据得到滑移率与附着系数依据动力学理论建立汽车

7、制动时的数学方程如的关系。魔术公式在Simulink中的仿真模型如图2。下：车轮转动方程：’=FR—T式(1)车辆加速度方程：MiX’=一F式(2)行驶阻力方程：F=式(3)其中，_车轮转动惯量(kg·m2)，∞一车轮转田时动角速度(rad／s)，一地面对车轮阻力(N)。卜图2魇术公式仿真模型车轮阻力矩(N·m)，～车轮半径(m)』一车图2中三个并列部分分别针对干沥青、松砾石轮分担的车质量(kg)，。_车速(m／s)，一轮胎附和冰雪三种典型路面条件采用不同参数，、、、着系数，Ⅳ一车轮对地面的正压力(N)。分别为[0．8

8、5、2．4、4．5、0．9]；『0．45、2．4、5．0、1．2ABS工作原理0．9]；[0．1、2．4、6．0、0．9]。在Simulink中输入递增制动抱死是指刹车过程中车轮与地面问发生完的斜坡信号对魔术公式进行运算[5]，得到三种路面全相对摩擦的现象，此时车轮与地面的附着系数很下滑移率与附着系数的关系曲线如图3。低，抱死使汽