冯谣[1]2014年在《汽车防抱死制动系统PID控制算法仿真研究》文中研究说明随着科学技术和汽车的普及发展，让人对汽车制动性能提出了更高的要求，防抱死制动系统可自动调整汽车制动力的大小，防止汽车车轮锁死，得到最好的制动效果，并且确保车辆的操纵稳定性。目前来看，在ABS的实际产品中，很多采用的是逻辑门限值的控制策略，但是其门限值的获得是通过大量实验得到的。在控制过程中，以车辆的减速度和滑移率为阈值，控制过程是基于未知量计算的，一般计算车轮轮速，根据估计值来进行车辆控制，其结果通常和实际效果有控制偏差，对控制结果有很大影响。本文介绍了ABS技术的发展，汽车防抱制动系统的组成和它的工作原理，其中重点放在逻辑门限控制和PID控制。分析了汽车仿真制动过程中各参数对制动性能的影响以及它的评价指标，介绍了汽车制动系统的PID控制逻辑算法，建立了汽车ABS单轮仿真模型。分别采用了以逻辑门限值为控制的汽车ABS单轮仿真模型和以车轮滑移率为控制对象的PID控制算法单轮仿真模型，并通过两种不同仿真模型在不同附着系数路面进行比较，得到采用逻辑门限控制仿真模型时车辆角速度、滑移率、制动距离和时间关系的曲线图并和相应的PID算法所得到的车辆角速度、滑移率、制动距离和时间关系的曲线图进行比较，通过两种不同控制算法曲线比较，对PID调节器的有效性进行了验证。最后给出了实验的仿真结果，通过对高附着系数路面与低附着系数路面仿真结果的分析，验证了PID控制算法对于控制汽车滑移率的有效性。
郭芹凤[2]2007年在《重型卡车ABS控制器的硬件在环仿真研究》文中研究表明汽车防抱死制动系统(Anti-Lock Braking System,简称ABS)是一种性能优良的主动安全装置,可大大减少交通事故的发生率,欧美等国家早就将其作为汽车的标准配置,而国内ABS研究工作目前尚属于起步阶段。本文论述了ABS的发展历史和国内外现状,分析了传统ABS控制器开发的缺点,阐明了基于中国国情的重卡ABS控制器硬件在环仿真(Hardware-in-the-Loop Simulation,简称HILS)方法研究的必要性。论文主要围绕ABS控制器的设计方法展开研究,主要内容如下:(1)对四轮车辆进行动力学分析并在此基础上利用MATLAB/Simulink软件建立四轮车辆整车模型,车轮模型,轮胎模型和制动器模型构成基本制动系统;(2)对单一高附着系数、单一低附着系数、对接路面和对开路面四种路面进行ABS逻辑门限控制算法研究并采用逻辑门限控制过程中的路面识别处理方法来识别不同路面,然后利用stateflow编写四种路面的ABS控制器,并在MATLAB/Simulink环境下对四种路面分别进行了汽车基本制动和ABS制动的离线仿真。(3)采用飞思卡尔MC9S12DP512单片机设计ABS控制器的硬件平台,主要包括微处理器模块、电源模块、轮速信号采集模块、电磁阀驱动模块和CAN接口模块等,并利用CodeWarrior集成开发环境编写轮速处理,ABS控制算法和电磁阀驱动输出等程序。(4)通过dSPACE硬件接口面板连接ABS控制器和dSPACE硬件平台搭建ABS控制器的硬件在环仿真实验平台,实时地验证ABS控制器软硬件的正确性。利用硬件在环仿真方法进行ABS控制器的开发大大缩短了开发时间,减少了资金投入,且这种开发方法也为后期更多实物加入在环系统调试和装车调试提供了坚实的基础。
宋进源[3]2007年在《汽车防抱制动系统建模与控制仿真研究》文中研究表明随着汽车工业的不断发展，人们越来越重视汽车的安全性问题。汽车防抱制动系统(ABS)作为一种主动安全装置，能够在汽车制动时自动调节车轮制动力，防止车轮抱死，保证车辆的侧向稳定性和转向操纵性，同时缩短制动距离以取得最佳的制动效果。在汽车日益高速化的今天，它的应用也越来越广泛。而控制方法是ABS的核心技术，对汽车防抱制动系统的研究及汽车制动性能的提高具有重要的现实意义。本文首先在阅读了大量文献的基础上，介绍了ABS的基本原理、组成、布置方式及国内外研究状况等。接着，采用人工图形建模的方法，在MATLAB／SIMULINK中建立了相应的车辆仿真模型，包括车辆系统的四分之一车体模型、轮胎模型和制动系统模型。并进行了不带ABS的系统仿真。然后，学习研究了Bang-Bang控制、PID控制、四项逻辑门限控制、基于路面附着系数的控制以及自寻优控制，并分别建立了相应的MATLAB／SIMULINK控制器模型。最后，分别在四种典型路面对这几种ABS控制方法进行了详细的仿真研究，讨论了各种控制方法应用于汽车防抱制动系统的车辆制动效果。并进行了认真地分析比较研究，最终得出的结论是：自寻优控制是5种控制方法中简单、实用、控制效果较好且具有较强适应性和鲁棒性的控制方法。
郑伟峰[4]2003年在《汽车防抱制动逻辑门限控制算法研究》文中指出汽车电子技术的迅速发展与普及应用，使汽车的各项使用性能突破传统机械装置的限制而趋近于最佳状态。汽车防抱死制动系统(Anti-lock Braking System，简称ABS)作为一种汽车电子技术，大大地提高了汽车在各种附着系数路面的可通过性、操纵稳定性及主动安全性。 本文对汽车防抱死制动系统逻辑门限控制产品的开发、研究做了详细的介绍。先用相平面法绘制出滑移率与制动力矩的关系曲线，分别得到不稳定和稳定的极限环，从而获得逻辑门限控制的边界参数；通过分析汽车运动载荷的分配和变化情况，总结出逻辑门限控制开发中应注意的问题。然后对汽车轮速信号的测量与处理做了详细地分析研究，提出了改进的斜率法用以估取参考车速。再详细地阐述了逻辑门限控制分别在高附着系数路面、低附着系数路面、对开路面和对接路面等不同路面环境下的算法，并通过分析试车场试车采集的数据，验证了算法的正确性。 在本文最后，对汽车防抱死制动系统的模糊控制和汽车驱动防滑系统(Anti-Skidding Restraint，简称ASR)提出了探索性的方案，并针对限于篇幅未能详述的相关内容，提供了详尽的参考文献。
罗俊奇[5]2008年在《汽车驱动防滑控制系统的研究》文中进行了进一步梳理汽车行驶安全性受到了人们的高度关注,对汽车的行驶安全性能要求不断提高,汽车安全系统已经成为汽车研究发展的重要部分。汽车驱动防滑系统(Acceleration Slip Regulation,简称ASR),是一种主动安全装置,可根据车辆的行驶行为使车辆驱动轮在恶劣路面或复杂路面条件下得到最佳纵向驱动力,能够在驱动过程中,特别在起步、加速、转弯等过程中防止驱动车轮发生过分滑转,使得汽车在驱动过程中保持方向稳定性和转向操纵能力及提高加速性能等。汽车安全系统是当今汽车研究领域中的一个重要组成部分,深入进行汽车主动安全装置的研究工作,提高车辆在恶劣复杂的路面条件和加速、转弯等过程中的操纵性和行驶平顺性,是我国汽车产业的一个研究方向。ASR系统的控制方式主要是制动力控制和发动机转矩输出控制。综合考虑各控制方式的优缺点,以及实际成本问题,本文采用发动机转矩调节方式和驱动轮制动控制组合方式,并针对汽车行驶的不同状况,设计汽车驱动防滑转控制策略,并根据设计的控制策略,合理组合发动机转矩调节和驱动轮制动控制,取得更好控制效果。汽车驱动防滑控制的算法,主要有逻辑门限值、PID控制、模糊控制、滑模变结构控制。本文分析各控制算法在汽车ASR系统应用的优缺点。基于滑模变结构算法设计ASR系统,以及滑模控制器的设计。本文整体上分析了ASR系统,针对ASR的关键技术和难点展开了分析与讨论,主要对ASR系统的软件系统结构的分析和硬件电路的设计,其中对软件模块进行了详细的分析,说明了硬件电路的组成及其工作的基本原理。分析了当前汽车驱动防滑的控制算法,特别是针对几种控制算法在ASR的应用进行详细的分析研究,结合现代控制理论,设计基于滑模变结构的汽车驱动防滑控制系统。在MATLAB平台上进行基于滑模变结构ASR的仿真,设定不同的初始状态和不同的路面情况,检验滑模控制算法在ASR系统的控制性能。进一步设计改进的控制结构框图,优化控制系统,使得系统更适合实际多变的路面情况和不同的汽车行驶状态。本论文课题由广州市科技攻关项目(070053)资助。
余星毅[6]2008年在《4×4轻型汽车牵引力综合协调控制系统研究》文中研究指明汽车牵引力控制系统(Traction Control System,简称TCS)是车辆在起步、加速、爬坡时防止驱动轮发生过度滑转,以获得最大牵引力和最佳操纵稳定性的一种主动控制系统。本文结合国家重点课题,以某轻型越野车为研究对象,在分析了TCS系统控制机理、控制方式方法的基础上,针对油门、档位和制动联合控制的牵引力控制系统,提出了硬件设计技术要求,完成了TCS控制器硬件的总体设计,开发了TCS控制器ECU和电子油门ECU的硬件电路,对基于油门,档位和制动联合控制的TCS控制策略进行了研究,设计了一套基于PID和逻辑门限的控制算法,并对这一算法进行了软件编程。然后对这一算法进行了离线仿真,在不同工况下对控制算法中的各参数进行了调试。最后建立了基于Matlab开发环境的硬件在环试验平台,对TCS控制算法的有效性和适应性进行了验证,仿真和试验研究表明基于油门、档位和制动联合控制的牵引力控制系统能有效控制车辆的打滑,提高车辆牵引性和稳定性。本文的研究为以后TCS控制系统ECU的产品化开发提供了重要参考。
刘颖姣[7]2008年在《车辆驾驶模拟器的ABS逻辑控制算法仿真研究》文中认为随着汽车行驶速度的提高及道路行车密度的增大,人们对汽车行驶安全性能的要求也越来越高。防抱制动系统(简称ABS)能够最大限度地保证车辆紧急制动时的操纵稳定性和制动性能,从而较大地提高了行车安全性。自八十年代中、后期以来,ABS得到了广泛而迅速的普及,在汽车发达国家,ABS已经成为中、高档轿车的标准装配部件。ABS控制逻辑种类较多,但目前车辆上比较实用且有效的控制逻辑为逻辑门限值控制。在汽车动力学的研究中,对研究对象进行数学建模是一种非常普遍的方法。而在此基础上发展起来的动态仿真技术则是进行汽车性能研究的一种非常行之有效的手段。本文以实验室的驾驶模拟器为对象,对其防抱制动系统的控制原理及其控制算法进行了研究。首先介绍了ABS的基本工作原理,讨论了ABS目前常用的几种控制方法,重点研究了逻辑门限控制方法的控制过程,建立了适合于驾驶模拟器仿真研究的数学模型,其中包括整车、制动器、轮胎以及控制器四个子模型。并用Matlab6.0软件中的SIMULINK和STATEFLOW工具包对所建立的数学模型编制了仿真软件。通过计算模拟,比较了常规制动与防抱制动的不同效果,探讨了影响ABS性能的主要因素,找出了适合该车的控制逻辑和门限值。本文建立的动力学模型可以对汽车制动性能进行仿真,为汽车制动系统的设计研究提供参考。同时,在此基础上可以进一步对驾驶模拟器的防抱制动系统进行开发研究。为以后将ABS控制系统仿真模块应用于驾驶模拟器,使驾驶模拟器的动力学模型得到进一步的完善提供了平台和经验。
吴兴敏[8]2007年在《汽车防抱死制动系统的控制算法及仿真研究》文中研究表明防抱制动系统(Anti-lock Braking System,简称ABS)是现代汽车提高主动安全性的主要技术。随着汽车行驶速度的提高,道路行车密度的增大,对于汽车行驶安全性能的要求也越来越高,汽车制动防抱死控制系统就是在这种要求下产生和发展的。汽车防抱死系统的精确控制是目前研究的焦点。本文综述了汽车防抱死制动系统的发展历史及我国的研究和发展现状。介绍汽车防抱死制动系统的结构组成及工作原理,对各种路面上防抱死制动系统的控制过程及目前所采用的控制算法进行对比分析。通过对制动过程的车辆受力情况分析,分析建立了车辆制动工况的数学模型,包括整车模型、二分之一车辆模型和四分之一车辆简化模型;给出了“魔术公式”轮胎模型和双线性模型;在Matlab/Simulink下建立了四分之一车辆的仿真模型。在分析研究模糊控制的理论基础上,提出了防抱死控制的PID控制算法、模糊控制算法和自适应模糊PID控制算法;对四分之一车辆模型运用上述控制算法在Matlab/Simulink下进行了防抱死制动的仿真分析,并对仿真结果进行了对比分析。结果表明,控制算法取得了良好的控制效果。
王勐[9]2008年在《防抱死制动系统控制器的仿真及实验研究》文中认为随着汽车工业的不断发展,人们越来越重视汽车的安全性问题。汽车防抱死制动系统是一种主动安全装置,它能够提高汽车的安全性能,减少交通事故的发生率,保证汽车安全制动,现在已经成为许多车辆的必备装置。但我国ABS的检验主要依靠装车道路实验,需要耗费大量财力、人力与时间,缺乏高效、准确的室内检测手段,难以满足ABS生产与开发的需求,所以仿真研究对汽车防抱制动系统的研究及汽车制动性能的提高具有重要的现实意义。本文介绍了国内外ABS的发展状况和ABS实验研究的情况,详细分析了制动系统工作过程及ABS的工作原理、ABS控制器的硬件结构和各部分功能及阐述了ABS控制器控制算法。传统的车体制动模型是根据车体受力分析而推导出的,本文提出了一种基于动能转化建立制动模型的新方法。该方法根据在制动时车体动能主要消耗在轮胎与地面的摩擦力做功和车轮制动器内摩擦力做功的原理,推导出了单轮制动过程的数学模型。为了验证该制动模型的正确性,在MATLAB/SIMULINK环境下对安装有ABS控制器的车体制动模型进行了仿真实验,仿真实验结果与装有ABS控制器的车体道路实验结果相比,结果表明基于车体动能转化方法分析车体制动过程是可行的。建立了运用Bang-Bang控制滑移率、PD控制滑移率、逻辑门限值控制算法的ABS控制器的仿真模型,进行了动态仿真,并将仿真结果进行了对比分析。仿真结果分析表明,在已知路面最佳滑移率时,PD控制滑移率算法的控制效果最好,但在实际应用中最佳滑移率的判断较难所以逻辑门限值算法较为实用。初步设计了ABS控制器的硬件电路和ABS简易实验台,利用该简易实验台可以对所设计的ABS控制器进行初步实验。
孙晓丹[10]2007年在《基于XC164CS的汽车防抱死控制器软件设计》文中进行了进一步梳理汽车在紧急制动过程中易出现很多非稳定因素,诸如侧滑、跑偏、失去转向操纵能力等,进而导致了很多的交通事故。这些非稳定因素是由于制动时车轮抱死而产生的,汽车防抱死制动系统ABS (Anti-lock Braking System)可以避免制动时的这些不利因素,缩短刹车距离,保证汽车安全制动。本文首先介绍论文选题的目的和意义,分别阐述了国内、外ABS的发展状况,详细分析了防抱死控制系统的工作原理,论述了防抱死控制系统的基本构成及其特点,针对ABS控制系统的特点介绍了一系列可用的控制方法,通过分析和比较,本文在控制器的系统控制软件中应用逻辑门限值控制算法。本文简要介绍了防抱死控制器的硬件结构和各部分功能,并对控制器主控芯片XC164CS的性能进行介绍。详细地阐述了逻辑门限值控制算法的基本工作原理和控制过程,介绍了控制算法的整体控制策略,采用MATLAB/SIMULINK和STATEFLOW建立了基于逻辑门限值控制算法的单轮ABS系统仿真模型,并在MATLAB/SIMULINK环境下对其进行了动态仿真,其仿真结果表明了该控制算法的正确性和可行性。然后开发了一套基于逻辑门限值控制算法的软件,介绍了软件中各模块的设计思想和作用,给出了各部分程序的流程图。在软件设计中提出采用联合法进行轮速采集软件的设计,经过试验验证了此方法在测量过程中保证采集精度的同时也拓宽了测速范围。该软件采用模块化编程的方法,增强了程序的可移植性和灵活性,此软件的设计为整个控制器的实际应用奠定基础。
参考文献：
[1]. 汽车防抱死制动系统PID控制算法仿真研究[D]. 冯谣. 长安大学. 2014
[2]. 重型卡车ABS控制器的硬件在环仿真研究[D]. 郭芹凤. 北京工业大学. 2007
[3]. 汽车防抱制动系统建模与控制仿真研究[D]. 宋进源. 广西大学. 2007
[4]. 汽车防抱制动逻辑门限控制算法研究[D]. 郑伟峰. 国防科学技术大学. 2003
[5]. 汽车驱动防滑控制系统的研究[D]. 罗俊奇. 广东工业大学. 2008
[6]. 4×4轻型汽车牵引力综合协调控制系统研究[D]. 余星毅. 吉林大学. 2008
[7]. 车辆驾驶模拟器的ABS逻辑控制算法仿真研究[D]. 刘颖姣. 昆明理工大学. 2008
[8]. 汽车防抱死制动系统的控制算法及仿真研究[D]. 吴兴敏. 长安大学. 2007
[9]. 防抱死制动系统控制器的仿真及实验研究[D]. 王勐. 哈尔滨理工大学. 2008
[10]. 基于XC164CS的汽车防抱死控制器软件设计[D]. 孙晓丹. 哈尔滨理工大学. 2007
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