转向制动工况下的车辆模块化建模及防抱控制方法的仿真研究

摘要

汽车防抱制动系统(ABS)是一种在制动时能够自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果的制动系统。它能够显著地提高汽车制动的安全性能和可操控性能。本文主要进行了转向制动工况下汽车防抱控制方法的仿真研究。 本文对车辆在制动过程中的力学模型和ABS的工作原理进行深入分析与理解的基础上，采用了基于M语言的模块化建模方法，建立了直线制动二轮仿真模型、直线制动四轮仿真模型、转向制动四轮仿真模型，并与实际的试验结果进行对比分析，结果表明所建模型是可靠的、稳定的、可行的。 在进行防抱制动控制方法的研究中，采用了模糊控制理论，建立了基于加权的纵向滑移率、纵向滑移率变化率、横向滑移率的mamdani模糊控制器，进行了三种不同制动初速度的制动仿真试验，并与未安装ABS的转向制动仿真试验结果进行了对比分析。最后给出了仿真试验和对比分析的结论，证明了所建模型具有一定的精度，与实际较为吻合：所采用的模糊控制方法能够显著提高车辆的制动性能、操控性能和安全性能。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：论文部分参数及符号意义、图表目录

声明

第一章绪论

1.1防抱制动系统概述

1.2防抱制动系统的发展历史与现状

1.2.1国外的发展历史与现状

1.2.2国内的发展历史与现状

1.3防抱制动系统控制方法的研究进展

1.3.1车轮滑移率控制方法

1.3.2逻辑门限控制方法

1.3.3 PID控制方法

1.3.4最优控制方法

1.3.5滑模变结构控制方法

1.3.6智能控制方法

1.3.7 ABS耗散功率控制算法

1.4本文研究的目的与意义

1.5本论文的主要工作

参考文献

第二章汽车防抱制动系统及相关理论基础

2.1防抱制动系统的原理

2.1.1车辆制动时车轮的受力分析

2.1.2滑移率与路面附着系数的关系

2.2防抱制动系统的分类与结构

2.2.1防抱制动系统的分类

2.2.2防抱制动系统的结构

2.3汽车防抱制动系统的建模方法

2.4本章小结

参考文献

第三章汽车动力学系统描述与建模

3.1轮胎动力学模型

3.1.1 Gim轮胎模型

3.1.2幂指数公式模型

3.1.3魔术公式(H.B.Pacejka模型)

3.1.4充气轮胎附着特性力学模型

3.2整车动力学模型

3.2.1单轮整车模型

3.2.2双轮整车模型

3.2.3四轮整车模型

3.3车轮动力学模型

3.4制动器模型

3.5其他模型

3.5.1车速计算模型

3.5.2滑移率计算模型

3.6 ABS系统动力学模型的建立

3.7本章小结

参考文献

第四章汽车转向动力学系统描述与建模

4.1整车动力学模型

4.2悬挂质量系统的动力学模型

4.3车轮垂直载荷模型

4.3.1车轮的静态载荷

4.3.2车轮的动态载荷

4.3.3在转向制动工况下车轮的总垂直载荷

4.4车轮动力学分析及侧倾角计算模型

4.5轮胎动力学模型

4.6车轮动力学模型

4.7滑移率计算模型

4.8制动器模块的建立

4.9车速估计模型

4.10整车仿真模型的建立与仿真研究

4.11本章小结

参考文献

第五章转向制动工况下的ABS仿真分析

5.1未安装ABS的转向制动仿真试验

5.2基于车轮滑移率的模糊控制器的建立

5.2.1模糊理论

5.2.2模糊控制器的组成

5.2.3模糊控制器的设计

5.2.4基于车轮滑移率的模糊控制器的建立

5.3基于模糊理论的ABS转向制动仿真试验

5.4本章小结

参考文献

第六章结论与展望

硕士期间发表论文

致谢

附录