转向制动工况下的车辆模块化建模及防抱控制方法的仿真研究

论文摘要

汽车防抱制动系统(ABS)是一种在制动时能够自动调节车轮制动力,防止车轮抱死以取得最佳制动效果的制动系统。它能够显著地提高汽车制动的安全性能和可操控性能。本文主要进行了转向制动工况下汽车防抱控制方法的仿真研究。本文对车辆在制动过程中的力学模型和ABS的工作原理进行深入分析与理解的基础上,采用了基于M语言的模块化建模方法,建立了直线制动二轮仿真模型、直线制动四轮仿真模型、转向制动四轮仿真模型,并与实际的试验结果进行对比分析,结果表明所建模型是可靠的、稳定的、可行的。在进行防抱制动控制方法的研究中,采用了模糊控制理论,建立了基于加权的纵向滑移率、纵向滑移率变化率、横向滑移率的mamdani模糊控制器,进行了三种不同制动初速度的制动仿真试验,并与未安装ABS的转向制动仿真试验结果进行了对比分析。最后给出了仿真试验和对比分析的结论,证明了所建模型具有一定的精度,与实际较为吻合;所采用的模糊控制方法能够显著提高车辆的制动性能、操控性能和安全性能。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 防抱制动系统（ABS）概述
• 1.2 防抱制动系统（ABS）的发展历史与现状
• 1.2.1 国外的发展历史与现状
• 1.2.2 国内的发展历史与现状
• 1.3 防抱死制动系统控制方法的研究进展
• 1.3.1 车轮滑移率控制方法
• 1.3.2 逻辑门限控制方法
• 1.3.3 PID 控制方法
• 1.3.4 最优控制方法
• 1.3.5 滑模变结构控制方法
• 1.3.6 智能控制方法
• 1.3.7 ABS 耗散功率控制算法
• 1.4 本文研究的目的与意义
• 1.5 本论文的主要工作
• 参考文献
• 第二章 汽车防抱制动系统及相关理论基础
• 2.1 防抱制动系统（ABS）的原理
• 2.1.1 车辆制动时车轮的受力分析
• 2.1.2 滑移率与路面附着系数的关系
• 2.2 防抱制动系统（ABS）的分类与结构
• 2.2.1 防抱制动系统（ABS）的分类
• 2.2.2 防抱制动系统（ABS）的结构
• 2.3 汽车防抱制动系统（ABS）的建模方法
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 汽车动力学系统描述与建模
• 3.1 轮胎动力学模型
• 3.1.1 Gim 轮胎模型
• 3.1.2 幂指数公式模型
• 3.1.3 魔术公式（H.B.Pacejka 模型）
• 3.1.4 充气轮胎附着特性力学模型
• 3.2 整车动力学模型
• 3.2.1 单轮整车模型
• 3.2.2 双轮整车模型
• 3.2.3 四轮整车模型
• 3.3 车轮动力学模型
• 3.4 制动器模型
• 3.5 其他模型
• 3.5.1 车速计算模型
• 3.5.2 滑移率计算模型
• 3.6 ABS 系统动力学模型的建立
• 3.7 本章小结
• 参考文献
• 第四章 汽车转向动力学系统描述与建模
• 4.1 整车动力学模型
• 4.2 悬挂质量系统的动力学模型
• 4.3 车轮垂直载荷模型
• 4.3.1 车轮的静态载荷
• 4.3.2 车轮的动态载荷
• 4.3.3 在转向制动工况下车轮的总垂直载荷
• 4.4 车轮动力学分析及侧倾角计算模型
• 4.5 轮胎动力学模型
• 4.6 车轮动力学模型
• 4.7 滑移率计算模型
• 4.8 制动器模块的建立
• 4.9 车速估计模型
• 4.10 整车仿真模型的建立与仿真研究
• 4.11 本章小结
• 参考文献
• 第五章 转向制动工况下的 ABS 仿真分析
• 5.1 未安装ABS 的转向制动仿真试验
• 5.2 基于车轮滑移率的模糊控制器的建立
• 5.2.1 模糊理论
• 5.2.2 模糊控制器的组成
• 5.2.3 模糊控制器的设计
• 5.2.4 基于车轮滑移率的模糊控制器的建立
• 5.3 基于模糊理论的ABS 转向制动仿真试验
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 第六章 结论与展望
• 硕士期间发表论文
• 致谢
• 详细摘要