汽车ABS&ASR控制系统的仿真研究

摘要

汽车ABS&ASR控制系统是一种有效减少交通肇事，提高公路交通运输能力，全面提高汽车制动、驱动和高速行驶性能的主动安全装置。ABS&ASR 作为一种汽车电子控制技术，大大地提高了汽车在各种附着系数路面的通过性、操纵稳定性。本文对ABS&ASR控制方法、控制仿真模型、参考车速计算、路面识别等关键技术进行了深入的理论分析、仿真分析及试验研究。 本文从理论上介绍了汽车ABS和ASR的基本原理和结构，并分析、比较各种控制方法的优劣。在此基础上确定了逻辑门限值控制的基本方法，分析ABS&ASR逻辑门限值控制的基本控制策略。进行了汽车制动防抱系统和驱动防滑系统动力学分析，建立了四分之一车辆系统模型、二分之一车辆系统模型、发动机模型、传动系模型、轮胎模型、制动器模型。在比较几种常见的ABS&ASR系统控制逻辑的基础上，分别分析了ABS和ASR逻辑门限值控制的基本控制策略，建立．ABS控制仿真模块、ASR控制仿真模块。采用MATLAB/Simulink仿真软件分别建立ABS、ASR控制逻辑模块。在高附着系数路面、低附着系数路面和对接路面的不同路面环境下进行了ABS仿真分析，在低附着系数路面进行了起步时的ASR仿真分析。进行路面附着系数的识别，分析了路面识别时间段内液压力、车轮角加速度的变化和路面附着系数三者之间的关系，通过识别找到了车轮角加速度变化与路面附着系数之间的关系。研究了几种确定参考车速的方法，利用识别的路面附着系数计算参考车速。 最后，将上面所有子模块进行包装成对外仅有输入输出接口的独立模型后，与驾驶模拟器进行连接，然后在模拟器上进行试验。对ABS控制逻辑门限值的门限进行分析，研究各门限对控制系统的影响。通过试验结果分析，总结出了各控制参数对制动性能的影响程度，并找到了对各控制参数进行调节的经验和规律。选择了四种制动工况进行ABS的性能试验，得到了车速与轮速的试验曲线，并且将仿真曲线与试验曲线进行比较分析，验证了仿真模型的可靠性和逻辑门限值控制方法的实用性。