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。     

基于轮缸压力的自寻优ABS控制策略仿真

针对串联式制动能量回馈系统,基于轮缸压力实时测量,提出了一种新型自寻优ABS控制策略.该ABS控制策略无需车速估算,仅需实时获取轮缸压力,且可对路面附着状况进行定量估计算法简单,可在控制器中实时运行.同时,还介绍了一种快速获取AB控制参数的途径.基于Matlab/Simulink平台,建立了液压调节器、制动器及车辆模型,高、低附着系数路面的仿真结果表明:所设计的新型ABS控制策略能够自动搜寻到最佳滑移率工作点,并保持在此工作点附近工作,从而提高了车辆的制动稳定性能.     

混合动力汽车机电复合制动控制系统研究

通过分析和研究混合动力汽车在低附着系数路面制动时制动系统的工作状态与要求,针对具有独立的电机回馈制动控制系统和独立的液压制动控制系统的混合动力汽车,设计了一种新颖的回馈制动与防抱死制动机电复合模糊控制系统.该两层分级控制系统顶层协调控制电机回馈制动与液压制动过程工况分配,底层协调控制力矩分配与调节.对控制策略与方法进行了研究并通过仿真与试验进行验证,结果表明车辆制动性能良好,能量回收制动力矩和液压制动力矩能够协同工作,部分制动能量被回馈储存,控制策略与方法有效且鲁棒性好.     

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ADAMS和Simulink联合仿真的ABS控制算法研究

为了减少车辆控制系统的开发时间和费用，联合仿真方法受到越来越多的重视。它结合了不同软件的优点，可以在设计阶段验证控制算法对车辆性能的影响。建立了ADAMS和Simulink的联合仿真模型，在各种工况下对防抱制动系统（ABS）的常用控制方法——逻辑门限值方法进行了验证。仿真结果与实验数据进行了对比，证明联合仿真方法对ABS系统设计切实可行。该方法大大提高了ABS匹配的效率。     

基于遗传算法的车辆ABS在线整定PID控制及仿真

分析了ABS(防抱制动系统)PID控制方法的原理。提出了基于遗传算法的在线ABS PID控制方法。为了使控制器具有更高的搜索效率以满足ABS的实时性要求,改进了遗传算法的遗传算子,使复制与交叉操作并列存在,使用具有选择性的交叉操作,并改变变异操作的随机性,使其成为受控的随机操作。使系统能根据车辆的运行条件实时整定PID控制参数。仿真结果表明,基于遗传算法的在线ABSPID控制方法能有效抑制超调,控制ABS跟踪路面条件变化。     

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。     

车辆转弯制动动力学稳定性控制建模与仿真

在Matlab/Simlink下建立了八自由度车辆动力学模型,针对车辆转弯制动工况,采用模糊控制方法,设计了基于滑移率的ABS控制算法和分别以质心侧偏角、横摆角速度及二者加权为控制目标的直接横摆力矩控制算法.并对车辆转弯制动工况下车辆稳定性控制做了仿真分析.利用稳定性判定式,对车辆转弯制动稳定性做出了判定.结果表明,车辆转弯制动时ABS控制并不能达到稳定性控制的要求,而采用以质心侧偏角和横摆角速度加权为控制目标的直接横摆力矩控制算法能更好地达到稳定性控制的目的.     

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.     

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。     

基于横摆角速度的ABS整车控制方法的研究

ABS的控制策略一般都在单轮模型的基础上开发,显然这样的控制策略不能很好的满足汽车制动过程中的方向稳定性。在ABS逻辑门限控制策略的基础上给出了一种基于横摆角速度的ABS整车控制方法。结合14自由度的汽车动力学模型,利用数值仿真技术进行了ABS单轮控制策略、低选控制策略以及整车控制策略下汽车制动性能的分析,并从汽车制动效能以及方向稳定性等参数进行了各种控制策略的比较,结果表明控制方法不仅具有良好的制动效能,同时也有较好的方向稳定性。     

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.     

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.     

基于广义卡尔曼滤波的飞机防滑刹车变结构控制

飞机防滑刹车控制的关键是控制机轮的滑移率，为了使机轮工作在最佳滑移率，得到最大结合系数，提出了一种基于滑移率控制的防滑刹车变结构控制律。由于飞机滑跑时的真实速度很难测量，为此采用广义卡尔曼滤波器得到飞机刊车系统非线性模型的状态估计，状态估计值作为防滑刹车控制器的输入。计算机仿真结果显示该控制律改善了飞机的防滑刹车性能，具有较强的鲁棒性。     

制动器热分析的快速有限元仿真模型研究

基于制动过程中能量耗散的研究，建立循环制动过程中温度场分析的快速有限元仿真模型。对完全循环对称式的盘式制动器、鼓式制动器采用二维有限元仿真模型；对于空心盘式制动器考虑散热筋板结构建立三维循环对称有限元模型。考虑耗散热量分配系数、制动盘导热系数、对流换热系数、辐射换热鼷鼠等随温度的瞬态变化，获得瞬态温度场仿真结果。应用试验验证仿真结果，确认快速仿真模型的正确性与实用性，从而为制动器的抗热衰退、热疲劳设计提供了系统的解决方案。