汽车可控制动系统的仿真与分析

论文摘要

制动系统是汽车中重要的子系统,它对于保障驾驶员安全,提高汽车行驶安全性具有重要的作用。汽车ABS制动系统已经得到普及,本文通过对ABS系统进行力学与流体力学的分析,建立了传统汽车制动系统的复杂数学模型,对其进行了简化与数学分析,得到影响制动器动态性能的主要参数。通过仿真发现传统制动系统的缺陷,在继承原有ABS系统结构的基础上提出了一种新型的可控主动制动系统-电子液压制动系统（EHB系统）。对于该系统,利用AMESIM软件对其进行建模,同时对传统ABS系统与EHB系统在动态性能与防抱死功能上进行仿真,以验证该模型的可靠性与正确性。同时分析了高速电磁阀阀芯与高压储能器的动态特性,在此基础上提出利用PWM控制方法对高速电磁阀进行控制,从而实现流量的近似连续控制,并将该PWM控制应用于防抱死功能中进行仿真,发现该控制方法可以准确的控制制动流量,能够更好的发挥EHB系统的主动控制性。在应用PWM控制的基础上,对EHB系统进行汽车基本制动与各种辅助制动功能的仿真,发现EHB系统具有很好的能控性,能够实现各种主动控制功能。最后研究了汽车侧翻模型,利用EHB系统的主动控制性,将侧翻模型与EHB系统联合,同时提出了一种侧翻指标与侧翻预警方法,对汽车的侧翻进行控制,对发现应用侧翻控制的EHB系统能够有效的控制侧翻发生,而没有应用侧翻控制的车辆会出现侧翻的危险。。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图表清单
• 注释表
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.2 国内外相关研究状况
• 1.3 本文主要研究工作
• 第二章 ABS 系统及其数学建模
• 2.1 ABS 系统概述
• 2.2 制动系统数学模型建立
• 2.2.1 制动踏板
• 2.2.2 真空助力器
• 2.2.3 制动主缸
• 2.2.4 电磁阀
• 2.2.5 液压控制器
• 2.2.6 制动轮缸
• 2.2.7 管路模型
• 2.2.8 四分之一车辆模型
• 2.2.9 轮胎模型
• 2.3 制动系统的性能分析
• 2.3.1 制动系统的简化
• 2.3.2 制动模型的线性化
• 2.3.3 制动系统的参数分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 EHB 系统的建模及其仿真
• 3.1 EHB 提出的背景
• 3.2 EHB 系统的介绍
• 3.2.1 EHB 系统的组成
• 3.2.2 EHB 系统的工作原理
• 3.2.3 EHB 系统的优点
• 3.3 EHB 系统的建模
• 3.3.1 仿真软件的介绍
• 3.3.2 基于AMESIM 软件的EHB 系统建模
• 3.4 EHB 系统与传统ABS 制动系统的动态性能仿真与控制
• 3.4.1 ABS 系统与EHB 系统在开关控制下的动态仿真及其控制
• 3.4.2 基于PWM 的高速开关阀流量连续控制
• 3.4.3 基于AMESIM 的高压储能器性能仿真
• 3.4.4 基于AMESIM 的电磁阀动态性能仿真研究
• 3.4.5 ABS 与EHB 系统使用PWM 方法进行防抱死制动的仿真
• 3.5 EHB 系统的各项主动功能的仿真
• 3.5.1 基本制动功能的仿真
• 3.5.2 前后制动力理想分配的仿真
• 3.5.3 辅助制动功能的仿真
• 第四章 EHB 系统在防止汽车侧翻上的应用
• 4.1 汽车侧翻模型的建立
• 4.1.1 车身侧翻模型
• 4.1.2 车轮侧向力模型
• 4.1.3 整车侧翻微分方程
• 4.1.4 整车侧翻状态方程
• 4.2 汽车侧翻的控制指标以及汽车侧翻预警
• 4.3 EHB 系统与汽车侧翻模型的联合仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文