基于逻辑门限的ABS控制方法与驱动信号研究

摘要

汽车制动防抱死系统(Anti-lock Braking System，ABS)是保证汽车制动安全的重要装置。ABS系统的安装，可以有效缩短制动距离、减少制动时间，并使汽车在制动过程中保持良好的操纵稳定性，其性能直接影响着汽车的行驶安全。ABS的控制效果直接受其控制方法的影响，因此，对ABS核心控制方法的研究十分必要。特别的，如果实现在室内驱动ABS系统动作，则可以代替实车路试实验来检测其性能是否正常，是对ABS试验方法的一个创新，具有重要的工程与技术价值。若想要驱动ABS动作，则必须要对其驱动信号进行分析研究，只有驱动信号与实车制动时的信号相同才可驱动ABS像实际情况下动作。在以上宗旨指导下，本文首先介绍了ABS系统的理论基础，并对常用的控制方法进行了简单的介绍，然后对ABS系统的结构布置以及工作过程进行了介绍。基于以上的理论、结构分析，建立了车辆动力学模型、轮胎模型、液压系统模型，并运用基于逻辑门限的控制方法建立了ABS控制系统的Simulink仿真模型。对常规制动和有ABS时的制动过程进行仿真，通过仿真结果的对比，发现基于本文的方法建立的ABS控制系统在汽车制动性能方面比常规制动有很大的提高，也证明了该控制方法是可行的。通过对该控制方法的分析，其所采用的逻辑参数——车轮角加、减速度以及滑移率都是根据车轮的速度计算而来，说明了轮速信号的重要作用。此外，以MK20-I型ABS为例对ABS ECU接收的驱动信号进行分析，同样得出了轮速信号在所有驱动信号中的重要性以及难以实现的特点，为模拟轮速信号提供了依据。接下来本文对常用的轮速信号模拟方法进行了介绍，采取了通过运动控制卡控制伺服电机带动齿圈转动的方法来模拟轮速信号，选用了合适的实验设备以及设计了试验台的零部件，最终完成了试验台的搭建，并成功的模拟了与实车制动相一致的轮速信号，为以后在室内驱动ABS系统迈出了重要的一步。

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