基于门限逻辑的气压ABS控制算法研究

摘要

随着人们对商用车安全性能要求的不断提高，对气压ABS的研究越来越受到重视，ABS控制器作为ABS的核心，其控制算法对于整个ABS系统的控制效果有着极其重要的作用。本文以商用车气压ABS为主要研究对象，以门限逻辑控制算法为基础，对控制算法进行了相关研究，并设计了基于Stateflow的虚拟控制器，最后在实验室搭建的气压ABS实时仿真测试平台上，进行了快速控制原型试验。
　　 本文首先对门限逻辑控制算法的基本原理进行了分析，总结了各门限值对控制性能的影响，并通过快速原型实验验证了各门限值对控制的影响。对比了参考车速的各种算法，在自适应斜率估算参考车速的基础上，提出了改进的自适应斜率参考车速算法。分析了门限逻辑的道路识别算法，提出了基于车轮角减速度和车身减速度结合综合识别路面的算法。在经典门限逻辑控制算法的基础上，提出了改进的控制策略。设计了基于Simulink/Stateflow模块的虚拟ABS控制器。
　　 最后，以MATLAB/Simulink为平台，搭建了基于xPC Target系统的实时仿真测试平台，并根据GB/T13594-2003《防抱死制动性能和试验方法》的要求，对开发的ABS控制算法及控制器进行了快速控制原型试验。试验结果表明，改进的自适应斜率参考车速算法能较好地拟合实际车速，在各种路面的仿真测试中，均取得了较理想的效果。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外气压ABS的发展现状及趋势

1．2．1 国外气压ABS主要企业及其市场

1．2．2 国内气压ABS生产厂家与研究情况

1．2．3 气压ABS发展趋势

1．3 ABS控制算法研究发展

1．3．1 门限逻辑控制

1．3．2 PID控制

1．3．3 滑模变结构控制

1．3．4 最优控制

1．3．5 神经网络控制

1．4 ABS控制算法中的关键技术

1．4．1 参考车速估算

1．4．2 道路识别算法

1．5 本文主要研究内容

第2章 车辆动力学模型介绍

2．1 车辆模型整体结构

2．2 车辆数学模型介绍

2．2．1 整车动力学模型

2．2．2 轮胎模型

2．2．3 制动器模型

2．3 车辆模型验证

2．4 本章小结

第3章 门限逻辑控制算法研究

3．1 门限逻辑控制算法

3．1．1 门限逻辑控制基本原理

3．1．2 各门限值对控制的影响

3．2 参考车速算法

3．2．1 最大轮速法

3．2．2 斜率法

3．2．3 自适应斜率法

3．2．4 改进的自适应参考车速算法

3．3 道路识别算法

3．3．1 基于门限逻辑的道路识别

3．3．2 基于车轮角加减速度和车身减速度结合的道路识别

3．4 ABS控制策略研究

3．5 本章小结

第4章 基于Stateflow的ABS控制器设计

4．1 Stateflow模块简介

4．2 ABS控制器的整体设计

4．3 参考车速计算模块

4．4 参考滑移率模块

4．5 车轮角加减速度计算模块

4．6 控制策略模块

4．7 本章小结

第5章 基于xPC Target的气压ABS实时仿真平台

5．1 ABS实时仿真平台总体设计

5．2 ABS实时仿真测试平台工作原理

5．3 xPC Target实时仿真系统

5．3．1 系统软硬件要求

5．3．2 建立xPC Target实时环境

5．3．3 xPC Target环境下板卡驱动设计

5．4 气压ABS试验台架

5．4．1 空气压缩机

5．4．2 ABS电磁阀

5．4．3 制动气室

5．4．4 压力传感器

5．4．5 继动阀

5．4．6 储气筒以及台架

5．5 数据接口系统

5．5．1 电磁阀驱动电路

5．5．2 电压频率转换电路

5．6 本章小结

第6章 ABS快速控制原型试验

6．1 ABS快速原型试验实现流程

6．2 ABS试验方法及评价指标

6．2．1 试验项目和试验路面

6．2．2 单一路面直线制动试验

6．2．3 对接路面试验方法及评价指标

6．2．4 对开路面试验方法及评价指标

6．3 ABS实时仿真测试与结果分析

6．3．1 单一高附路面测试

6．3．2 单一低附路面测试

6．3．3 单一中附路面测试

6．3．4 对接路面适应性测试

6．3．5 对开路面适应性测试

6．4 本章小结

总结与展望

总结

展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文