基于Modelica的液压制动系统多领域建模与仿真

论文摘要

汽车制动系统是当前汽车主动安全技术研究的热点。在目前生产的轿车当中,应用最广泛的是液压制动系统,液压制动系统的工作过程是一个非常复杂的动态过程,而目前很多的车辆动力学领域的研究往往只考虑液压制动系统的静态特性,这样不能够对车辆的动力学性能进行有效的分析,因此有必要建立详细的液压制动系统的动态模型,并在此基础上分析液压制动系统的动态响应。液压制动系统是典型的机械、液压、气压等多领域耦合的复杂系统。近年来国际上提出了一种工程建模语言Modelica,该语言支持多领域物理系统的统一建模与仿真求解,支持陈述式非因果建模与连续离散混合建模,已在工程分析中得到广泛应用。本文基于多领域物理系统统一建模与仿真分析平台MWorks,利用Modelica语言建立了制动踏板、真空助力器、制动主缸、制动轮缸等复杂部件的参数化模型,基于这些部件模型搭建了液压制动系统,并分析了液压制动系统的动态响应,同时研究了液压制动系统参数的变化对于系统动态性能的影响。为了研究液压制动系统的动态响应对于整车制动性能的影响,本文建立了某型号轿车多体动力学模型,其中主要包括轮胎模型、前悬架模型、后悬架模型、转向系统模型。并将整车多体动力学模型与液压制动系统模型集成为车辆多领域模型,进行了整车直线制动工况和转弯制动工况的仿真分析。仿真结果表明该车的制动性能良好,同时也表明MWorks平台能够有效处理多领域建模与仿真分析问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 2 多领域统一建模与仿真语言Modelica 简介
• 2.1 Modelica 语言的语法简介
• 2.2 Modelica 语言建模的特点
• 2.3 Modelica 模型的编译与求解
• 2.4 基于Modelica 语言的多领域模型库
• 2.5 基于Modelica 语言的建模与仿真平台MWorks 简介
• 2.6 本章小结
• 3 液压制动系统建模与仿真
• 3.1 液压制动系统结构与工作原理
• 3.2 液压制动系统模型
• 3.3 液压制动系统仿真与参数分析
• 3.4 本章小结
• 4 液压制动系统与整车多体系统的集成仿真
• 4.1 多体系统动力学简介
• 4.2 轮胎模型
• 4.3 悬架系统模型
• 4.4 转向系统模型
• 4.5 液压制动系统与整车多体系统的集成
• 4.6 直线制动仿真分析
• 4.7 转弯制动仿真分析
• 4.8 本章小结
• 5 全文总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文