汽车制动防抱死系统控制策略的仿真研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com、1lI5似汽车制动防抱死系统控制策略的仿真研究Automobileanti·lockbrakingsystemcontrolstrategysimulation张红英，蔡进军ZHANGHong-ying。．CAlJin-jun(1．黄冈职业技术学院交通学院，黄冈438002；2．武汉理工大学汽车工程学院，武汉430070)摘要：防抱死制动系统(Anti-lockbrakin8system，简称ABS)通过改变制动系统压力以防止车辆紧急制动时的抱死拖滑，它是改善汽车主动安全性的重要装置。本文主要使用Matlab中的Sim

2、ulink模块分别对基于逻辑门限值控制策略和模糊控制策略的ABS进行了建模仿真，从滑移率和制动距离人手讨论了不同控制策略对车辆制动性能的影响，以及不同路面下ABS性能的差异。对不同车型的ABS的结构选型、性能分析具有重要意义。关键词：制动防抱死系统；控制策略；仿真模型中图分类号：U463文献标识码：A文章编号：1009-0134(2012)o9(下)-0087-04Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2012．9(下)．290引言1．3PID控制P[D控制策略是基于滑移率的控制，系统将实ABS系统即制动防抱死系统，是为了防止车际滑移率

3、控制在最佳滑移率点。这种系统从理论上辆在紧急制动时车轮抱死和丧失转向能力的主动讲是最好的，但它实施难度大，特别是不易确定最安全系统。相比普通制动系统，ABS有效改善了佳滑移率点，而且基本上依靠试凑法来取控制参数，制动时的行车稳定性、操作性，充分发挥制动器缺乏理论依据，所以进行这方面的理论研究及模拟效能，并减小轮胎磨损，制动安全性大为增加。工作比较多，不能被广泛用于现有实际系统的控制。ABS系统的控制目标是选择合适的控制策略，根据所选的控制变量(滑移率或者轮速)，使车辆1．4模糊控制在制动时的滑移率在最佳值附近。目前ABS系统模糊控制是一种基于经验规则的、并

4、列型的主要采用逻辑门限值控制、滑模变结构控制、PID开关控制，可较好地适应动态变化工况非线性时控制、模糊控制等控制策略。变系统(车辆控制过程)。利用模糊逻辑控制的ABS在制动过程中，利用制动时车辆的运动特征1ABS系统的控制策略与路面特性间的关系估计路面状况，以确定不同1．1逻辑门限值控制路面的最佳滑移率，根据滑移率和滑移率误差的逻辑门限值控制是确定一个期望滑移率，当变化量确定ABS制动压力调节器的调节压力。系统检测到的实时滑移率大于预先设定的参考值2制动防抱死系统的控制策略研究时制动系统降压，其余时间增压。通常根据经验确定增压与降压的幅度，该控制策略的优

5、点是不和仿真涉及具体的控制数学模型，被广泛应用，缺点是2_1基于逻辑门限值控制方法的仿真模型建立互换性较差，需要做大量的实验才能获取到经验通常用单论模型对车辆的运动状态及受力情参数，其控制逻辑较复杂，控制不够平稳。况进行分析，建立车辆的单轮模型可以大大简化复杂的动力学模拟过程，易于描述制动过程。车1．2滑模变结构控制滑模变结构控制是一种非线性的控制策略，其轮在制动时的受力情况如图1所示。根据系统当时的状态、偏差以及导数值，用理想开由上图可建立单轮模型的动力学方程：关的方式切换控制量的大小及符号，使系统在切换Gv=一4Fn(1)线邻近区域来回运动。该控制策略

6、依赖于车辆的数Ieo=FsR——Mb(2)学模型，无法对多体动力学模型进行控制。∞i-I-1：【I)i+codt(3)收稿日期：2012-06-26作者简介：张红英(1968一)，女，湖北黄梅县人，副教授，研究生，研究方向为汽车技术服务。第34卷第9期2012—9(下)[871学兔兔www.xuetutu.com1訇似2．2基于模糊控制方法的仿真模型建立模糊控制方法的核心部分是模糊控制器的设计。模糊控制器在工作过程中首先将输入量进行模糊化处理，然后进行模糊推理，再清晰化处理推理得出的模糊量，最终将清晰控制量输出。对ABS仿真中，把理想滑移率和实际滑移率之差

7、作为模糊控制器输入量。模糊控制方法原理如图3所示。FnI图1轮胎制动时的受力方程式中的G是汽车质量，是附着系数，F是地面的支撑力，R是汽车轮胎半径，M是汽车图3模糊控制方法原理图制动时的制动力矩，F是地面附着力，v是汽车速度，(Jo是轮胎角速度，I是车轮等效转动惯量。Simulink中有专为模糊控制策略仿真所定制的路面模型选择干沥青路面，附着系数与滑移模糊控制箱工具，利用该工具可方便的对ABS模率的关系为：糊控制器进行设计。ABS的模糊控制系统对输入量滑移率误差E和滑移率误差变化率Ec进行模糊l5．64647s，s<0．17一11．00289—0．2528

8、9s，s≥0．17化处理；输出量为制动压力变化量U。当设定的初始最