ABS理论基础及Simulink仿真课件.ppt

《ABS理论基础及Simulink仿真课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、汽车ABS理论及Simulink仿真2013年5月6日11.ABS系统概述2.ABS技术的理论基础3.ABS控制目标4.ABS控制过程5.Simulink仿真1.ABS系统概述1.1汽车防抱死制动系统（ABS）是用来在汽车制动过程中，防止车轮完全抱死，提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离的一种安全装置。1.2ABS的功能主要有以下三点：①提高制动过程中汽车行驶的方向稳定性（侧向力系数大）；②确保车辆在整个制动过程中始终具有转向能力（未抱死）；③缩短制动距离；（注意：在碎石、冰雪等松散层路面上制动时，安装

2、有ABS的车辆制动距离反而会略大）２.ABS技术的理论基础2.1汽车制动时车轮的滑移率汽车在制动过程中，车轮可能相对于路面发生滑移，滑移成分在车轮纵向运动中所占的比例可由滑移率来表征，车轮的滑移率可由下式确定：当车轮在路面上作纯滚动时，车轮中心的纵向速度完全是由于车轮滚动产生的，此时,车轮与路面间没有滑移，故滑移率Sy=0；当车轮被制动到完全抱死在路面上作纯滑移时（即车轮不转），车轮中心的纵向速度完全是由于车轮滑移产生的，此时，滑移率Sy=100%；当车轮在路面上边滚动边滑移时，车轮中心纵向速度的一部分是由于车轮滚动产生的，另

3、一部分是由于车轮滑移产生的，此时，故滑移率0

4、制动力等于制动器制动力，且随制动踏板压力的增大按正比例增大；A点：此时地面制动力达到附着力，车轮抱死不转出现滑移现象。继续增大制动踏板制动力，制动器制动力仍按正比例增加即AB所示；若汽车所受垂直载荷不发生变化，地面制动力始终等于附着力，不再变化，即AC所示。FXb=FµFµ图2-2-1路面制动力、制动器制动力及附着力的关系BCA附着力系数为路面附着力与垂直载荷之比；附着力系数的最大值为峰值附着系数（B点）；滑移率为100%时的附着力系数为滑动附着系数；侧向力附着系数：轮胎所受侧向力与相应轮胎的垂直载荷之比；制动防抱死装置就是用

5、来在制动过程中，使滑移率保持适当的数值（s=15%~20%），使制动车轮同时获得较高的附着力系数和侧向力系数，改善汽车制动时的制动效能与方向稳定性；侧向图2-3制动力和侧向力随滑移率的变化2.3附着力系数3.ABS控制目标由于滑移率不易直接测得，因此必须采用其他参数作为ABS的控制目标参数：第一目标参数：车轮角减速度根据力矩平衡方程，可得到车轮制动器制动力矩为：由上式可知，制动过程中，当超出地面最大附着极限时，地面制动力和地面制动力矩将会降低；而当保持恒定时，将使车轮角加速度减少。由于地面提供的制动力矩比车轮惯性力矩大得多，当

6、地面附着系数发生微小变化将会引起车轮角加速度的显著变化。因此，车轮的角减速度可作为一个主要的ABS控制目标参数。图3-1制动车轮上的力和力矩第二目标参数：相对滑移率相对滑移率：根据每个车轮的实际转速，通过一定关系可推算出一个理想的参考车速，它对应于当前时刻的最佳附着情况。比较该参考车速与实际车轮转速，即可得出相对滑移率目标值；有时也用车辆减速度作为第二个控制目标参数，为车轮角减速度提供参考，但采用这种方法需要在车中加一个加速度传感器。4.ABS控制过程（高附着系数路面）第1段，驾驶员的作用使制动器管路压力增加，车轮角减速度增加

7、，车轮线速度变化比车速变化更快；第2段，当车轮角加速度达到或小于某一门限值（-a），此时附着力接近最大值，制动压力保持在当前值不变；第3段，若车轮速度小于滑移率门限值s1对应的速度时，减小制动压力；第4段，若车轮角加速度再次达到门限值（-a）时，重新进入保压状态；第5段，尽管此时制动压力保持稳定，但车轮因惯性作用会进一步加速转动。若车轮角加速度超过门限值（+A），则再次升高制动压力；第6、7段，保持制动系统压力，使车轮角加速度在（+A）~（+a）之间，然后慢慢增压，直至车轮角加速度再次达到门限值（-a）；第8段，本次循环以直接

8、减压结束，然后进入下一个循环。5.Simulink仿真5.1动力学建模5.1.1单轮模型5.1.2分段线性的轮胎模型用两段直线来近似表示路面附着—滑移曲线，可得到分段线性化的附着系数与滑移率关系，如下图所示。S0=0.21.0S≤s0s＞s05.2控制算法这里以门限值控制算法