EMB夾緊力控制策略研究及實驗平臺的開發(fā)
發(fā)布時間:2020-12-23 18:52
隨著汽車電子化的不斷深入,汽車不斷朝著智能化的方向發(fā)展,同時,人們對汽車安全性能的要求越來越高。線控制動作為一種先進的電控制動系統(tǒng),無論是在結(jié)構(gòu)還是在原理上都與傳統(tǒng)汽車的液壓制動系統(tǒng)有很大的區(qū)別。電子機械制動(Electro-mechanical Brake,EMB)系統(tǒng)作為線控制動系統(tǒng)的主要分支,是汽車制動系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。同時,防抱死制動系統(tǒng)(Antilock Brake System,ABS)作為一種主動安全裝置,在提高汽車制動安全性和操作穩(wěn)定性上有重要的意義,已經(jīng)成為汽車的標配。本文主要研究內(nèi)容包括:確定了 EMB執(zhí)行器的總體設(shè)計要求,對EMB執(zhí)行器的各部件包括永磁無刷直流力矩電機、行星齒輪減速器、滾珠絲杠等進行了選型和設(shè)計計算。同時建立了各部件相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和仿真模型。提出了基于電流信號識別的間隙調(diào)整控制策略,從而實現(xiàn)了 EMB系統(tǒng)制動間隙的自動調(diào)整。為提高識別的準確性,設(shè)計了二階卡爾曼濾波算法對電流進行濾波處理。在此基礎(chǔ)上,確定了 EMB制動器閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu),設(shè)計了基于模糊PID的夾緊力控制策略,并在Matlab/Simulink中進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明:模糊PID...
【文章來源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?EMB系統(tǒng)示意圖??1.1.2防抱死制動系統(tǒng)(ABS)??
系統(tǒng)兩種主要形式。EMB系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)形式上與傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)有很大的差??‘別,結(jié)構(gòu)形式如圖1.1所示。EMB系統(tǒng)的執(zhí)行和控制機構(gòu)需要重新設(shè)計。由于EMB??動力源是電機,因而執(zhí)行機構(gòu)需要將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為制動墊片的平動。為??增大制動夾緊力,需要安裝減速增扭機構(gòu)。由于制動墊片隨著制動次數(shù)的增加而??產(chǎn)生磨損,因而執(zhí)行機構(gòu)還需要能夠?qū)崿F(xiàn)制動間隙的自動補償。同時由于汽車空??間的有限,EMB執(zhí)行機構(gòu)還必須要考慮結(jié)構(gòu)的緊湊性。EMB的控制部分則需要??實現(xiàn)對電機的精確控制,防止出現(xiàn)制動抱死的情況。??電子液壓制動(EMB)系統(tǒng)仍然采用電液控制方式,保留了部分液壓管路,不??具備完全電子制動的優(yōu)點,只是作為EMB系統(tǒng)的一個過渡產(chǎn)品。電子機械制動??系統(tǒng)去除了液壓元件
1-執(zhí)行器殼體2-偏心輪3-連桿4-制動鉗殼體5-活塞6-制動塊7-制動盤8-力矩電機??圖1.6連桿式EMB執(zhí)行器結(jié)構(gòu)圖??二、圖1.7為吉林大學(xué)設(shè)計的電子機械制動EMB執(zhí)行器。該執(zhí)行器在2008??年申請一項名為“應(yīng)用在汽車上的電子機械制動執(zhí)行器”的專利。該執(zhí)行器同樣采??用電機內(nèi)置的設(shè)計,將滾珠絲杠內(nèi)置于驅(qū)動電機中,縮短機構(gòu)的軸向尺寸。同時,??吉林大學(xué)還搭建了基于dSPACE的EMB執(zhí)行器的硬件在環(huán)實驗平臺。利用??dSPACE實時系統(tǒng)擁有實時性強,可靠性高,擴充性好等優(yōu)點對設(shè)計的EMB執(zhí)行??器的性能進行試驗測試。同時,吉林大學(xué)還對踏板力模擬技術(shù)以及ABS、EBD、??TCS等制動控制技術(shù)進行了仿真研究。??1-制動盤2-螺母3-電機轉(zhuǎn)子4-電機定子5-齒圈6-行星齒輪7-行星架??8-絲杠9-中心輪10-制動墊塊??圖1.7?EMB執(zhí)行器結(jié)構(gòu)及實物圖??1.2.2?EMB夾緊力控制策略的研究現(xiàn)狀??隨著研宄工作的深入,研究人員發(fā)現(xiàn)了除了?EMB執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計,EMB系??6??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]電子機械制動器間隙調(diào)整控制策略研究[J]. 葛正,王維銳,王俊鼎. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2017(01)
[2]基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的車輛穩(wěn)定性研究[J]. 楊康,王振臣,趙莎. 現(xiàn)代制造工程. 2014(10)
[3]汽車燃油經(jīng)濟性優(yōu)化方法[J]. 胡平,周榮,徐達. 汽車工程師. 2010(03)
[4]滑模變結(jié)構(gòu)控制理論及其算法研究與進展[J]. 劉金琨,孫富春. 控制理論與應(yīng)用. 2007(03)
[5]TRW電子駐車制動(EPB)先進技術(shù)[J]. 鐘師. 汽車與配件. 2006(23)
[6]汽車線控制動技術(shù)及發(fā)展[J]. 林逸,沈沉,王軍,任忠生. 汽車技術(shù). 2005(12)
[7]汽車輪胎模型研究現(xiàn)狀及其發(fā)展分析[J]. 王和毅,谷正氣. 橡膠工業(yè). 2005(01)
博士論文
[1]基于卡爾曼濾波算法的感應(yīng)電機無傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究[D]. 張金良.華南理工大學(xué) 2016
[2]分布式電驅(qū)動車輛動力學(xué)狀態(tài)參數(shù)觀測及驅(qū)動力協(xié)調(diào)控制[D]. 褚文博.清華大學(xué) 2013
[3]汽車線控制動系統(tǒng)安全控制技術(shù)研究[D]. 彭曉燕.湖南大學(xué) 2013
[4]傳統(tǒng)和高階滑?刂蒲芯考捌鋺(yīng)用[D]. 李鵬.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]汽車防抱死系統(tǒng)控制方法研究與仿真[D]. 劉化偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于四輪獨立線控制動的制動力分配控制策略研究[D]. 呂以濱.湖南大學(xué) 2016
[3]基于路面在線識別的線控制動系統(tǒng)制動力控制策略研究[D]. 何磊.湖南大學(xué) 2016
[4]直流無刷電機自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 蔡寶京.電子科技大學(xué) 2016
[5]基于滑移率的車輛防抱死制動系統(tǒng)研究[D]. 王暢平.湖南大學(xué) 2015
[6]輕型線控制動汽車執(zhí)行系統(tǒng)傳感器故障診斷與整車穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制[D]. 王夢春.吉林大學(xué) 2013
[7]汽車防抱死系統(tǒng)(ABS)建模與模糊PID控制研究[D]. 李柏華.華南理工大學(xué) 2012
[8]電子機械制動系統(tǒng)的夾緊力控制策略研究[D]. 張綠原.華中科技大學(xué) 2012
[9]汽車電子制動力分配系統(tǒng)的仿真研究[D]. 鄧龍軍.長安大學(xué) 2011
[10]電子機械制動執(zhí)行器精細控制算法研究[D]. 張建.吉林大學(xué) 2011
本文編號:2934187
【文章來源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?EMB系統(tǒng)示意圖??1.1.2防抱死制動系統(tǒng)(ABS)??
系統(tǒng)兩種主要形式。EMB系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)形式上與傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)有很大的差??‘別,結(jié)構(gòu)形式如圖1.1所示。EMB系統(tǒng)的執(zhí)行和控制機構(gòu)需要重新設(shè)計。由于EMB??動力源是電機,因而執(zhí)行機構(gòu)需要將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為制動墊片的平動。為??增大制動夾緊力,需要安裝減速增扭機構(gòu)。由于制動墊片隨著制動次數(shù)的增加而??產(chǎn)生磨損,因而執(zhí)行機構(gòu)還需要能夠?qū)崿F(xiàn)制動間隙的自動補償。同時由于汽車空??間的有限,EMB執(zhí)行機構(gòu)還必須要考慮結(jié)構(gòu)的緊湊性。EMB的控制部分則需要??實現(xiàn)對電機的精確控制,防止出現(xiàn)制動抱死的情況。??電子液壓制動(EMB)系統(tǒng)仍然采用電液控制方式,保留了部分液壓管路,不??具備完全電子制動的優(yōu)點,只是作為EMB系統(tǒng)的一個過渡產(chǎn)品。電子機械制動??系統(tǒng)去除了液壓元件
1-執(zhí)行器殼體2-偏心輪3-連桿4-制動鉗殼體5-活塞6-制動塊7-制動盤8-力矩電機??圖1.6連桿式EMB執(zhí)行器結(jié)構(gòu)圖??二、圖1.7為吉林大學(xué)設(shè)計的電子機械制動EMB執(zhí)行器。該執(zhí)行器在2008??年申請一項名為“應(yīng)用在汽車上的電子機械制動執(zhí)行器”的專利。該執(zhí)行器同樣采??用電機內(nèi)置的設(shè)計,將滾珠絲杠內(nèi)置于驅(qū)動電機中,縮短機構(gòu)的軸向尺寸。同時,??吉林大學(xué)還搭建了基于dSPACE的EMB執(zhí)行器的硬件在環(huán)實驗平臺。利用??dSPACE實時系統(tǒng)擁有實時性強,可靠性高,擴充性好等優(yōu)點對設(shè)計的EMB執(zhí)行??器的性能進行試驗測試。同時,吉林大學(xué)還對踏板力模擬技術(shù)以及ABS、EBD、??TCS等制動控制技術(shù)進行了仿真研究。??1-制動盤2-螺母3-電機轉(zhuǎn)子4-電機定子5-齒圈6-行星齒輪7-行星架??8-絲杠9-中心輪10-制動墊塊??圖1.7?EMB執(zhí)行器結(jié)構(gòu)及實物圖??1.2.2?EMB夾緊力控制策略的研究現(xiàn)狀??隨著研宄工作的深入,研究人員發(fā)現(xiàn)了除了?EMB執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計,EMB系??6??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]電子機械制動器間隙調(diào)整控制策略研究[J]. 葛正,王維銳,王俊鼎. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2017(01)
[2]基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的車輛穩(wěn)定性研究[J]. 楊康,王振臣,趙莎. 現(xiàn)代制造工程. 2014(10)
[3]汽車燃油經(jīng)濟性優(yōu)化方法[J]. 胡平,周榮,徐達. 汽車工程師. 2010(03)
[4]滑模變結(jié)構(gòu)控制理論及其算法研究與進展[J]. 劉金琨,孫富春. 控制理論與應(yīng)用. 2007(03)
[5]TRW電子駐車制動(EPB)先進技術(shù)[J]. 鐘師. 汽車與配件. 2006(23)
[6]汽車線控制動技術(shù)及發(fā)展[J]. 林逸,沈沉,王軍,任忠生. 汽車技術(shù). 2005(12)
[7]汽車輪胎模型研究現(xiàn)狀及其發(fā)展分析[J]. 王和毅,谷正氣. 橡膠工業(yè). 2005(01)
博士論文
[1]基于卡爾曼濾波算法的感應(yīng)電機無傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究[D]. 張金良.華南理工大學(xué) 2016
[2]分布式電驅(qū)動車輛動力學(xué)狀態(tài)參數(shù)觀測及驅(qū)動力協(xié)調(diào)控制[D]. 褚文博.清華大學(xué) 2013
[3]汽車線控制動系統(tǒng)安全控制技術(shù)研究[D]. 彭曉燕.湖南大學(xué) 2013
[4]傳統(tǒng)和高階滑?刂蒲芯考捌鋺(yīng)用[D]. 李鵬.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]汽車防抱死系統(tǒng)控制方法研究與仿真[D]. 劉化偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于四輪獨立線控制動的制動力分配控制策略研究[D]. 呂以濱.湖南大學(xué) 2016
[3]基于路面在線識別的線控制動系統(tǒng)制動力控制策略研究[D]. 何磊.湖南大學(xué) 2016
[4]直流無刷電機自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 蔡寶京.電子科技大學(xué) 2016
[5]基于滑移率的車輛防抱死制動系統(tǒng)研究[D]. 王暢平.湖南大學(xué) 2015
[6]輕型線控制動汽車執(zhí)行系統(tǒng)傳感器故障診斷與整車穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制[D]. 王夢春.吉林大學(xué) 2013
[7]汽車防抱死系統(tǒng)(ABS)建模與模糊PID控制研究[D]. 李柏華.華南理工大學(xué) 2012
[8]電子機械制動系統(tǒng)的夾緊力控制策略研究[D]. 張綠原.華中科技大學(xué) 2012
[9]汽車電子制動力分配系統(tǒng)的仿真研究[D]. 鄧龍軍.長安大學(xué) 2011
[10]電子機械制動執(zhí)行器精細控制算法研究[D]. 張建.吉林大學(xué) 2011
本文編號:2934187
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