车辆防抱制动系统仿真技术研究

论文摘要

车辆防抱死仿真技术是ABS产品研发过程中一个重要的开发手段,它可以有效地模拟汽车在各种路面条件下制动时的运动状况,从而在实验室条件下检验ABS的工作性能。因此,仿真系统可以替代一部分开发过程所必须的实车道路试验,从而缩短ABS系统的开发周期,降低开发成本。本文围绕车辆防抱死制动系统的离线仿真和虚拟仿真技术展开工作。本文以车辆制动工况下的七自由度四轮车辆动力学模型（车身横、纵向平动和绕惯性轴的横摆及四个轮胎的旋转自由度,同时还考虑了车辆的前轮转向角）为研究对象,在综合分析了制动过程中轮胎侧偏角变化和因横、纵向加速度引起的载荷转移以及轮胎模型的基础上建立了车辆制动微分方程。在防抱死制动系统的控制算法上采用基于车轮加、减速度的门限值控制算法,分析了其在高、低附着系数路面的特征和门限值的选取方法,研究了路面的识别技术和参考滑移率的求法,并得到该控制逻辑的程序化算法。采用VC++可视化开发平台,通过手工编制程序对建立的模型和控制方法进行了离线仿真。仿真路面包括高附着系数路面、低附着系数路面和对接路面,研究比较了在该三种路面上制动时包括车速、轮速、轮胎角加速度和滑移率、车身横摆角、制动侧向偏移距离和制动轨迹在内的车辆制动重要指标在时域内的变化规律。应用可视化仿真建模软件Multigen-Creator和实时三维视景驱动软件Vega对车辆制动进行了虚拟仿真研究。在Creator中建立了车辆制动模型和场景,研究分析了实时驱动软件Vega在驱动虚拟模型时的关键问题,建立了基于MFC的车辆制动虚拟仿真程序框架,得到了虚拟仿真的场景画面。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 车辆动力学建模技术概述
• 1.2.2 车辆防抱制动系统仿真的几种类型
• 1.3 研究目的和主要工作
• 第二章 车辆制动系统模型
• 2.1 车辆制动过程动力学分析
• 2.1.1 轮胎的侧偏角及速度分析
• 2.1.2 轮胎的垂直载荷
• 2.1.3 车辆制动微分方程
• 2.2 三维轮胎模型
• 2.3 制动器模型
• 2.4 本章 小结
• 第三章 车辆防抱制动系统控制算法
• 3.1 防抱死制动系统（ABS）的组成
• 3.2 汽车防抱制动系统的基本原理
• 3.3 基于车轮加、减速度门限值的防抱死控制算法
• 3.3.1 门限值控制的基本原理
• 3.3.2 高、低附着系数路面特征及路面识别控制算法
• 3.3.3 防抱死控制原理图
• 3.4 本章 小结
• 第四章 车辆制动离线仿真技术研究
• 4.1 离线仿真的数学方法
• 4.2 车辆动力学仿真原理结构图
• 4.3 仿真运行结果
• 4.3.1 高附着系数路面仿真
• 4.3.2 低附着系数路面仿真
• 4.3.3 对接路面车辆制动仿真
• 4.3.4 仿真结果研究分析
• 4.4 本章 小结
• 第五章 车辆制动虚拟仿真技术研究
• 5.1 车辆制动的虚拟建模技术
• 5.1.1 Multigen-Creator 概述
• 5.1.2 Multigen-Creator 的文件格式
• 5.1.3 虚拟建模技术中的方法技巧
• 5.1.4 虚拟车辆模型和虚拟场景
• 5.2 基于VEGA 的实时驱动技术
• 5.2.1 Vega 概述及其基本类库
• 5.2.2 基于MFC 的vega 应用程序
• 5.2.3 车辆制动虚拟仿真应用程序定义文件（ADF）定制
• 5.2.4 Vega 应用程序的基本框架
• 5.2.5 仿真中的关键问题
• 5.3 车辆制动虚拟仿真画面
• 5.4 本章 小结
• 第六章 工作总结及展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 后续工作及展望
• 参考文献
• 致谢