本文關(guān)鍵詞：汽車防抱死系統(tǒng)控制方法研究與仿真

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【摘要】：汽車防抱死(ABS)漸漸變成標(biāo)配,它被用在緊急制動(dòng)情況下規(guī)避車輪抱死。一經(jīng)預(yù)測車輪有抱死前兆,它將調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力大小來達(dá)到預(yù)防車輪抱死,同時(shí)確保輪胎工作在“輪胎縱向力——滑移率”曲線的峰值點(diǎn)周圍,進(jìn)而阻止輪胎嚴(yán)重磨損、無法旋轉(zhuǎn)方向盤、車輛易甩尾、制動(dòng)距離遠(yuǎn)、轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定等諸多危險(xiǎn)的發(fā)生。鑒于它等同高度非線性系統(tǒng),因此在系統(tǒng)參數(shù)非線性、時(shí)變性高,沒有確切數(shù)學(xué)模型、抗干擾性高等條件下,本文采取滑模理論,將滑移率當(dāng)做控制對象、制動(dòng)力矩當(dāng)做控制變量構(gòu)造了在線自尋優(yōu)閉環(huán)控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)方法不同,本文采取極值尋優(yōu)算法,它能夠在不用設(shè)置目標(biāo)滑移率值、也無須估計(jì)路面摩擦情況下,憑借在線自尋優(yōu)算法自動(dòng)探求輪胎縱向力同滑移率特征曲線峰值點(diǎn),進(jìn)而確保充足的輪胎縱向力,實(shí)現(xiàn)減小制動(dòng)時(shí)間、距離最短目標(biāo)。另一方面,鑒于輪胎縱向力、橫向力內(nèi)在高度耦合性,在車輛轉(zhuǎn)向情況下,最大縱向力對應(yīng)較小橫向力會(huì)致使轉(zhuǎn)彎過程極度不安穩(wěn),因此本文在設(shè)計(jì)滑模面變量、極值尋優(yōu)算法時(shí),將司機(jī)轉(zhuǎn)向角輸入等考慮到補(bǔ)償方案中,憑借修正控制律優(yōu)化了轉(zhuǎn)向時(shí)極值尋優(yōu)算法繼續(xù)追逐最優(yōu)滑移率致使不可接受的輪胎橫向力,確保輪胎縱向力、橫向力都足夠保障制動(dòng)同轉(zhuǎn)彎安全。本文在Matlab環(huán)境下搭建諸多仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?實(shí)驗(yàn)參數(shù)采用實(shí)踐數(shù)據(jù)值,通過實(shí)驗(yàn)論證了極值尋優(yōu)算法理論及其在汽車直線制動(dòng)時(shí)正確性等,除此以外設(shè)置了是否具備ABS的汽車制動(dòng)對照實(shí)驗(yàn)組,論證了ABS的必要性。最后憑借多自由度整車模型直線、轉(zhuǎn)向制動(dòng)試驗(yàn)論證了本文所設(shè)計(jì)算法的正確性、方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：汽車防抱死系統(tǒng) 滑�？刂� 極值尋優(yōu) 輪胎縱向力 輪胎橫向力
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.526
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題來源及背景9-12
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 課題研究背景及意義9-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 研究的內(nèi)容13-15
• 第2章 防抱死系統(tǒng)分析15-24
• 2.1 車輛制動(dòng)過程分析15-17
• 2.2 ABS的結(jié)構(gòu)和工作原理分析17-20
• 2.2.1 ABS的組成結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2.2 液壓制動(dòng)系統(tǒng)分析18-19
• 2.2.3 ABS的工作原理分析19-20
• 2.3 ABS常用控制策略分析20-23
• 2.3.1 ABS控制策略概述20
• 2.3.2 邏輯門限值的控制方法分析20-21
• 2.3.3 PID控制21-22
• 2.3.4 模糊控制22
• 2.3.5 滑模變結(jié)構(gòu)控制22-23
• 2.3.6 幾種控制策略的比較23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 滑模理論及控制器設(shè)計(jì)24-38
• 3.1 滑模理論基礎(chǔ)24-30
• 3.1.1 滑模理論概述24-25
• 3.1.2 滑模理論的數(shù)學(xué)描述25-26
• 3.1.3 滑模理論設(shè)計(jì)原則26-29
• 3.1.4 滑模理論的抖振29-30
• 3.2 極值尋優(yōu)理論30
• 3.3 控制器及極值尋優(yōu)算法分析30-37
• 3.3.1 滑�？刂破髟O(shè)計(jì)30-31
• 3.3.2 極值尋優(yōu)理論證明31-34
• 3.3.3 極值尋優(yōu)算法參數(shù)分析34-36
• 3.3.4 滑移率控制器優(yōu)化36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 車輛動(dòng)力學(xué)建模38-51
• 4.1 車輛系統(tǒng)模型38-42
• 4.1.1 車輛系統(tǒng)模型概述38-39
• 4.1.2 單輪車輛模型建模39-40
• 4.1.3 四輪車輛系統(tǒng)模型建模40-41
• 4.1.4 軸荷轉(zhuǎn)移與輪胎側(cè)偏角子系統(tǒng)建模41-42
• 4.2 輪胎模型42-45
• 4.2.1 輪胎模型概述42-43
• 4.2.2 輪胎縱向力43
• 4.2.3 輪胎橫向力43-45
• 4.3 液壓制動(dòng)模型及其控制器設(shè)計(jì)45-46
• 4.3.1 液壓制動(dòng)模型分析45-46
• 4.3.2 液壓制動(dòng)控制器設(shè)計(jì)46
• 4.4 Matlab/Simulink系統(tǒng)建模46-50
• 4.4.1 單輪車輛模型仿真圖46
• 4.4.2 四輪車輛模型仿真圖46-48
• 4.4.3 滑移率計(jì)算模型仿真圖48-49
• 4.4.4 輪胎模型仿真圖49
• 4.4.5 液壓制動(dòng)控制器仿真圖49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第5章 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析51-75
• 5.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)51
• 5.2 極值尋優(yōu)算法可行性實(shí)驗(yàn)及分析51-53
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)51-52
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析52-53
• 5.3 單輪車輛模型制動(dòng)實(shí)驗(yàn)及分析53-56
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)53-54
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析54-56
• 5.4 四輪車輛模型直線制動(dòng)實(shí)驗(yàn)及分析56-63
• 5.4.1 四輪車輛模型直線制動(dòng)實(shí)驗(yàn)56
• 5.4.2 無ABS時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析56-58
• 5.4.3 極值尋優(yōu)算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析58-63
• 5.5 四輪車輛模型轉(zhuǎn)向制動(dòng)實(shí)驗(yàn)及分析63-74
• 5.5.1 四輪車輛模型轉(zhuǎn)向制動(dòng)實(shí)驗(yàn)63-64
• 5.5.2 控制器未優(yōu)化前實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析64-70
• 5.5.3 控制器優(yōu)化后實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析70-74
• 5.6 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80

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本文編號(hào)：986664