ABS模糊逻辑控制器的研究

论文摘要

随着现代科技和汽车工业的发展,防抱死制动系统（Anti-Lock Braking System） ABS已经成为保证汽车安全性的必备装置,能够很大程度上减少汽车制动时发生故障的概率。作为一种主动安全装置,汽车制动时它能够自动调节制动压力来防止车轮抱死,在保证汽车方向稳定性和操纵性的前提下,尽可能的缩短制动距离。本论文以ABS控制器的控制方法为主要研究对象,提出基于最佳滑移率的模糊逻辑控制。在动力学分析和数学建模的基础上在MATLAB/Simulink软件中建立了单轮模型、轮胎模型、制动器模型和半车模型。并在MATLAB/Fuzzy工具箱建立了ABS控制器的模糊逻辑控制方法,该模糊逻辑控制模型为二维输入模型,分别以滑移率误差和滑移率误差率为模糊逻辑控制单元的输入,再通过控制规则对应关系的查找,输出相应的修正偏差值,进行清晰化运算后,输出制动力矩修正值做为制动模型的输入,进而执行模糊逻辑控制的结果。通过建立的仿真模型,分别进行了不同路面下的制动模拟,并与传统逻辑门限值控制下的制动效果进行对比分析,结果表明模糊逻辑控制下的制动性能更稳定,防止车轮抱死的同时缩短了制动的距离和制动时间。另外本设计中的轮速和制动气压数据采集于气压ABS实验台,该方法使制动模拟更贴近实车制动中的随机性和非线性。实验验证了模糊逻辑控制在ABS控制中的可行性,为以后在中型汽车气压ABS控制器的开发方面有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究目的及意义
• 1.2 ABS 系统的基本构成
• 1.3 ABS 控制系统的研究
• 1.3.1 ABS 控制器
• 1.3.2 ABS 测试技术
• 1.4 模糊逻辑控制策略
• 1.5 本设计的主要内容
• 第2章 防抱死制动系统原理与建模
• 2.1 防抱死制动原理
• 2.2 车体制动模型
• 2.2.1 单车轮数学模型
• 2.2.2 前后轮半车体数学模型
• 2.2.3 轮胎模型
• 2.2.4 气压制动器模型
• 2.3 模糊逻辑控制设计
• 2.3.1 基于滑移率的ABS 控制
• 2.3.2 滑移率-气压模糊控制模型
• 2.4 MATLAB/Simulink 仿真模型
• 2.4.1 车体仿真模型
• 2.4.2 轮胎仿真模型
• 2.4.3 滑移率计算模型
• 2.4.4 模糊控制器的仿真模型
• 2.4.5 前后轮半整车及1/4 整车仿真模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 气压实验台的ABS 控制系统
• 3.1 ABS 实验台的整体设计
• 3.2 实验台结构参数
• 3.3 实验台配件参数
• 3.3.1 电磁式离合器
• 3.3.2 制动压缩气泵
• 3.3.3 轮速传感器
• 3.3.4 气压传感器
• 3.3.5 气压电磁阀
• 3.4 控制器硬件设计
• 3.4.1 主芯片及外围模块
• 3.4.2 电磁阀驱动电路
• 3.4.3 气压信号转换电路
• 3.4.4 轮速信号转换电路
• 3.5 本章小结
• 第4章 实验结果分析
• 4.1 实验过程
• 4.2 仿真结果分析
• 4.2.1 路面仿真分析
• 4.2.2 控制效果比较
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢