汽车ABS和ASR联合控制的研究

论文摘要

随着汽车工业的发展,汽车主动安全性问题日益突出。目前,汽车防滑控制主要体现在ABS和ASR这两种控制系统,由于在安全性能的前提下,尽量优化汽车结构设计,采取各控制系统集成设计,出现了ABS和ASR联合系统,称之为防滑控制系统。虽然此防滑控制系统广泛的应用,但控制方法还是以逻辑门限值控制为主,该控制方法虽比较简单,但逻辑复杂。现在智能控制技术如模糊控制、神经网络控制技术应用广泛,可以提高系统的自适应性和可靠性。本文基于滑移率的误差及误差变化值,采用模糊及模糊PID控制方法,进一步改进ABS和ASR联合控制系统。本文采用模糊控制理论,通过MATLAB中的模糊控制工具箱,设计汽车ABS和ASR联合控制系统的模糊控制器。定义了汽车联合控制系统的模糊输入变量和输出变量,并且根据专家经验,给出了模糊控制器的隶属度函数和控制规则,通过观测器输出了模糊变量之间的关系。通过对汽车制动与驱动原理分析,建立了车辆系统的各主要部件的数学模型,包括发动机模型、传动系模型、轮胎模型、整车模型等,并基于Matlab/Simulink建立汽车部分仿真模型。根据所建立仿真模型及控制方法,在均一路面进行制动仿真分析,并且在均一及分离路面进行驱动仿真分析,在此过程中使用方法有制动控制、发动机转矩输出调节控制及发动机转矩输出联合驱动轮制动控制。从各仿真结果和按照国家标准进行的仿真结果可以得出:(1)建立的汽车系统动力学模型正确合理,符合汽车防滑控制系统仿真的需要。(2)所设计的汽车防滑控制系统的Simulink仿真模型性能良好,能够完成仿真需要。(3)仿真结果符合实际理论分析,并且提出了需要改进之处。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 ABS&ASR的发展与研究现状
• 1.2.1 国外发展状况
• 1.2.2 国内发展概况
• 1.3 论文研究内容
• 第2章 汽车ABS和ASR联合控制系统模糊控制器的设计
• 2.1 ABS和ASR基本原理
• 2.1.1 汽车制动分析
• 2.1.2 汽车驱动分析
• 2.2 ABS和ASR联合控制系统
• 2.2.1 ABS和ASR联合控制系统基本组成
• 2.2.2 ABS和ASR联合控制方式
• 2.3 ABS和ASR基本控制方法
• 2.4 ABS和ASR联合控制系统模糊及模糊PID控制器设计
• 2.4.1 油门开度模糊控制器设计
• 2.4.2 ABS和ASR联合控制系统制动器模糊PID控制设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 汽车系统动力学模型的建立
• 3.1 汽车系统动力学模型
• 3.1.1 发动机模型
• 3.1.2 轮胎模型
• 3.1.3 传动系模型
• 3.1.4 制动器模型
• 3.1.5 整车模型
• 3.2 基于Matlab/simulink仿真模型建立
• 3.2.1 发动机模型
• 3.2.2 油门模型
• 3.2.3 轮胎模型
• 3.2.4 制动模糊控制器模型
• 3.2.5 整车模型
• 3.3 本章小结
• 第4章 ABS和ASR联合控制仿真与分析
• 4.1 ABS和ASR联合控制系统策略的研究
• 4.1.1 ABS和ASR联合控制系统性能控制工况的控制目标
• 4.1.2 ABS和ASR联合控制系统性能控制工况的控制策略
• 4.2 汽车驱动防滑控制方式
• 4.3 ABS和ASR联合控制仿真分析
• 4.3.1 制动工况下仿真分析
• 4.3.2 驱动工况下仿真分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢