基于有限状态机理论的ABS模糊控制仿真研究

在分析汽车防抱死制动系统传统控制方法以及汽车稳定性控制系统集成控制基础上,提出了基于滑移率的模糊控制方法.利用Matlab的模糊工具箱建立了模糊控制系统;搭建了基于Simulink的7自由度车辆模型、Dugoff轮胎模型和压力调节单元模型;基于有限状态机理论的控制输出模型,在此模型搭建的环境中完成了单一路面和对接路面仿真.仿真结果表明:基于Matlab/Simulink/Stateflow的ABS仿真系统能很好的模拟车辆制动过程;基于滑移率的模糊控制方法能将滑移率稳定控制在理想值,为车辆稳定性系统集成控制提供了必要接口;能有效地缩短制动距离,提高车辆的方向稳定性,对路面的突变具有很好的适应性.     

防抱制动系统自寻优控制的仿真研究

提出了一种基于最佳防抱制动效果中制动力矩和附着系数的变化关系的控制规律,该方法可以使系统自动搜寻到峰值附着系数对应的最佳滑移率点并使ABS保持在该点附近工作。将这一控制策略用于单轮及双轮汽车模型,在不同路面状况下进行的计算机仿真验证了该控制方法在ABS应用中的可行性和有效性。     

基于汽车电子机械制动系统的EBD/ABS研究

采用电子制动力分配(EBD)实现了采用电子机械制动(EMB)后的汽车前后轴间制动力分配,提出了基于EMB的制动防抱死(ABS)模糊PID控制算法.在建立EMB模型及整车模型的基础上对三种典型工况下的制动过程进行了仿真研究.结果表明,通过EBD能实现理想的制动力分配,基于EMB的ABS能把各车轮的滑移率精确地控制在目标滑移率附近,具有较强的鲁棒性.     

转向工况下的汽车制动防抱死控制的仿真研究

分析了汽车制动动力学,建立了转向制动工况下四轮仿真模型.进行了未安装防抱死装置(ABS)的转向制动仿真试验,结果表明车轮在制动过程中抱死且侧滑严重.建立了基于加权的纵向滑移率及其变化率和横向滑移率的Mamdani模糊控制器,并进行了转向制动仿真试验.制动距离和制动时间表明ABS不仅能减少制动距离,而且能够保持制动时的方向稳定性,说明基于模糊逻辑的ABS能够显著提高汽车的制动安全性能.     

基于车轮减速度及滑移率的ABS联合仿真研究

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、动力总成,转向系统,稳定杆,制动系,轮胎力学模型以及车身,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性;利用Matlab/Simulink建立了车轮减速度及滑移率的双门限控制ABS模型,利用ADAMS/Control接口进行模型的集成、协同仿真,并将仿真结果与常规制动时的仿真结果进行了比较和分析,仿真反映出双门限值控制在整车制动防抱死控制系统上的应用效果,结果表明该控制算法实用性较强.     

客车联合制动系统的制动稳定性仿真研究

建立描述汽车联合制动系统的制动稳定性的7个自由度的车辆模型,在Matlab/Simulink软件环境下进行汽车制动稳定性仿真分析,车辆模型很好地体现了车辆制动时的运动特性.仿真结果表明,该客车的辅助制动系统与整车性能匹配合理,联合制动对原车的制动稳定性没有太大的影响.     

车辆转向制动防抱死系统仿真研究

转向制动是车辆经常遇到的工况之一。本文提出了汽车转向制动时防抱死制动系统（ABS）基于优化目标滑移率模糊控制的策略。该策略根据路面附着条件以及车辆所处的运动状态实时计算出车轮优化目标滑移率，作为防抱死制动系统的控制目标，并利用模糊推理理论进行了ABS模糊控制器设计。在此基础上结合8自由度非线性车辆系统模型，利用Matlab/Simulink软件对装有ABS的车辆转向制动过程进行模拟试验。结果表明基于优化目标滑移率ABS模糊控制策略优于传统固定目标滑移率控制策略，它有效地提高了车辆转向制动性能，同时也保证了横向稳定性，实现了车辆的制动性能、可控性及横向稳定性最佳协调，同时且具有较强的鲁棒性。     

汽车制动防抱系统的混合建模与仿真研究

在分析汽车制动防抱系统(ABS)工作特点的基础上,指出汽车ABS是由连续系统与离散系统组成的混合系统,进而提出基于有限状态机与Matlab/Simulink的ABS混合建模方法。利用混合建模方法建立了某轻型客车的ABS仿真模型并进行了低附着系数道路条件下的仿真研究,探讨了制动器制动力、电磁阀响应时间和车轮转动惯量对汽车ABS性能的影响。仿真结果表明基于混合建模的ABS仿真系统能很好的模拟汽车ABS的性能;制动器制动力、电磁阀响应时间和车轮转动惯量对ABS制动性能影响的分析为ABS的设计提供了依据。     

一种新型ABS控制策略的仿真研究

提出了一种依据刹车力矩增量和附着力矩增量的关系确定刹车力矩从而保证ABS工作在最优点的自寻优方法,该方法用于控制的刹车力矩是由当前时刻的刹车力矩、一个正弦信号和一个阻尼项组成。将这一控制策略用于单轮汽车模型,在不同路面状况下进行的计算机仿真验证了该控制策略在ABS应用中的可行性和有效性。     

基于多自由度模型的汽车ASS与EPS集成控制研究

为提高汽车转向行驶时的乘坐舒适性和操纵稳定性,建立了汽车电动助力转向系统(EPS)的多刚体动力学模型和多自由度的包含主动悬架系统(ASS)的整车动力学模型,根据转向和悬架两个系统之间的运动耦合关系,设计了EPS和ASS集成控制系统,对EPS采用了PID控制策略,ASS采用了预测控制策略.在MATLAB环境下的仿真结果表明:集成控制方法能够有效的改善车辆的操纵稳定性及平顺性,其控制效果优于单独控制.     

四驱混合动力轿车串联式电液复合制动仿真

针对自主开发的四轮驱动混合动力轿车,设计了串联式制动能量回收系统。基于制动安全性和最大化回收制动能量的原则,提出了ABS液压制动与再生制动协调控制的电液复合制动控制策略。该策略先根据驾驶员的操作实时计算制动强度和总需求制动力矩,然后依据制动强度大小对总需求制动力矩进行分配,并且实时检测车轮滑移率以判断是否切换到ABS独立工作模式。并在Simulink软件平台上建立了样车动力传动、制动系统及控制策略模型,分别在轻度、中度和紧急制动三种制动工况下仿真了串联式制动能量回收系统的性能。仿真结果表明:所提出的电液复合制动控制策略能有效地提高制动能量的回收效率,且在紧急制动时能保证车辆的制动稳定性能。     

飞机全电防滑刹车系统稳定动态面控制

针对机电作动的飞机防滑刹车模型具有的高阶非线性及参数时变特点,提出一种基于障碍Lyapunov函数的动态面控制方法,实现对滑移率的上界约束,保障防滑刹车系统的稳定性。建立飞机刹车动力学模型,与机电作动器的数学模型联立得到整体刹车系统的状态空间模型,并合理简化为严格反馈形式。将刹车系统的控制稳定性问题等效描述为含输出约束的非线性系统镇定问题,设计动态面控制律并通过Lyapunov方法证明滑移率跟踪误差半全局一致最终有界,刹车工作点始终保持在稳定区域内。仿真结果表明,本文所提控制策略具有稳定性优势,且改善了传统控制存在的中低速时滑移率振荡问题,控制效果有显著提升。     

提高汽车操纵稳定性的控制器设计

为提高汽车操纵稳定性,设计了一种新颖的两级分层操纵稳定性控制系统。分级控制系统的第一层是一基于线性矩阵不等式的鲁棒模型匹配控制器。当汽车处于不稳定行驶状态时,该控制器优化稳定整车操纵性的横摆控制力矩,并根据该横摆力矩计算目标控制车轮的滑移率。控制系统的第二层是一移动滑模控制器。该控制器可以在预定的时间内精确地跟踪第一层控制器输入的参考滑移率,并对目标控制车轮施加制动力矩来达到稳定汽车操纵性的目的。在各种极限行驶状况下的仿真试验表明,该控制器可以有效地提高汽车操纵稳定性,而且该控制器对不同车速,各种附着系数的路面和车辆物理参数的变化具有很好的鲁棒性。     

防抱制动系统模糊模型参考学习控制的研究

在保持可操纵性的前提下，提高车辆制动效能是设计防抱制动系统的主要目的，为此，设计了防抱制动系统的模糊模型参考学习控制器，由于该控制器引入了模糊学习机制，通过观察被控对象和代表理想动态性能的参考模型的输出差，从而调整模糊控制器的规则集，以使对象输出跟踪参考模型的输出，而后建立了直线制动车辆系统的数学模型，基于MATLAB/SIMULINK工具箱，并对所设计的模糊模型参考学习控制系统在不同的路面状态下进行了模拟，仿真结果表明，该控制方案是合理可行的。     

基于路面识别的HEV制动系统控制算法研究

为实现ISG混合动力汽车最大限度地回收再生制动能量,并保证其制动安全性,提出了一种协调再生制动系统和液压制动系统制动力矩动态分配的控制算法。该控制算法以路面识别为基础,以在制动过程中车轮滑移率为路面的最佳滑移率为控制目标,实时计算并动态调整前后轮液压制动力矩和再生制动力矩,保证在制动过程中车轮获得最大的附着系数。仿真结果验证了所制定的控制算法的稳定性和有效性。

Abstract：

In order to recycle braking energy as much as possible and ensure the safety in braking for ISG Hybrid Electric Vehicles,a novel coordinated control algorithm was proposed for dynamical distribution between regenerative braking torque and hydraulic braking torque.To assure that the adhesion coefficient of wheels is maximal during braking,the control algorithm based on the Road identification synchronously calculates and dynamically adjusts front wheel hydraulic braking torque,rear wheel hydraulic braking torque,regenerative braking torque and makes Slip Ratio of wheels equal to Optimal Slip Ratio all along.The simulation results show that the proposed control algorithm is steady and effective.     

汽车转向/防抱死制动系统的协调控制研究

协同控制结构由执行级和协调级组成。在执行级中,设计基于最佳滑移率的汽车防抱死制动可调节滑模控制器。针对滑模控制中固有抖振缺陷,自动适时调节控制参数增益以消弱抖振。此外,设计基于鲁棒自适应控制的横摆力矩控制器和主动前轮转向控制器力求改善汽车动态响应、鲁棒自适应性和稳定性。在协调级中,设计适用于复杂工况的制动力分配策略,并提出一种协调控制转向系统和制动系统的新方法。最后用仿真结果验证所设计控制算法的稳定性和有效性。     

汽车轮缸压力传感器故障重构方法研究与仿真

针对汽车液压制动系统中轮缸压力传感器的故障重构问题,建立了汽车液压制动系统的轮缸压力非线性模型。在此基础上,给出了一种基于滑模观测器的轮缸压力传感器故障重构方法,并将滑模观测器的设计问题转化为LMI求解问题。最后对轮缸压力传感器断路故障进行了仿真研究,讨论了不同增益对故障估计的影响。

Abstract：

A fault reconstruction scheme based on the sliding mode observer was proposed for the fault reconstruction of the wheel cylinder pressure sensor in the vehicle hydraulic braking system, as well as a nonlinearity model of the wheel cylinder in the hydraulic braking system. Furthermore, the design of the sliding-mode observer was converted to the solving of the LMI. In conclusion, the wheel cylinder pressure sensor open circuit fault simulation experiment and the influence on fault estimation over the different gain were proposed.