ABS控制下车辆制动稳定性仿真分析

摘要

在ADAMS/View下建立了包括底盘、前后悬架系统、转向系统、轮胎等在内的15自由度整车动力学模型；其次在MATLAB/Simlink下建立了与制动踏板力相联系的ABS系统控制模型，该模型下ABS输出的制动力矩受到踏板力影响。联立两模型进行了一些基本的验证性仿真试验（如：直线制动、间歇制动、弯道制动），从仿真数据中分析得到建立模型的正确性。
　　 在仿真模型正确的基础上，在适量的异常工况下（如：高速下弯道制动、左右胎压偏差情况下制动、单移线、双移线等），进行了仿真试验对比。得到车辆的行驶轨迹以及运动姿态，分析车辆行驶过程中的稳定性状态。
　　 针对如今ABS的研究重点一弯道制动过程中的稳定性问题，建立目标车辆的渐变速二自由度模型，基于与渐变速二自由度模型横摆角速度的比较和车辆15自由度模型质心侧偏角“β-方法”来判断车辆制动过程中稳定性状态。利用比较差值，采用PID控制算法来计算滑移率门限值调整量，相应地调整某一车轮ABS系统的滑移率门限值，以牺牲适当的制动效率来保持车辆制动过程中的稳定性。并建立相应仿真模型，验证了其在车辆制动过程中保持稳定性的有效性，同时能有效的降低某些异常工况下，发生交通事故的可能性；也为车辆防抱制动系统（ABS）的进一步完善和开发提供了重要基础。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 本课题研究背景与意义

1.2 国内外的发展历程及研究现状

1.3 现代仿真技术简介

1.4 本课题所做工作和研究重点

2 车辆防抱死制动系统分析及其仿真模型的实现

2.1 制动过程中车辆受力及运动分析

2.1.1 地面制动力、制动器制动力和附着力

2.1.2 车轮滑动率和路面附着系数

2.1.3 不同路面情况下，车轮滑移率与附着系数关系

2.2 ABS的控制原理及控制过程

2.2.1 车辆防抱制动系统的控制原理

2.2.2 车辆防抱制动系统的控制过程

2.3 ABS的控制目标和控制策略分析

2.3.1 车辆防抱制动系统的控制目标及算法

2.3.1 车辆防抱制动系统的控制策略

2.4 仿真模型建立的基础—ADAMS、MATLAB/Simulink软件

2.4.1 机械系统动力仿真分析软件—ADAMS

2.4.2 基于MATLAB的动态模型与系统仿真软件—Simulink

3 车辆多刚体动力学模型

3.1 车辆动力学模型的简化

3.2 车辆多刚体动力学模型

3.2.1 车辆底盘模型

3.2.2 双横臂式前独立悬架模型

3.2.3 转向机构模型

3.2.4 斜置臂式后悬架模型“（单斜臂式独立悬架）”

3.2.5 轮胎模型

3.2.6 道路模型

3.2.7 整车模型的装配及分析

4 ABS控制下车辆制动工况仿真研究

4.1 车辆制动过程中踏板力分析

4.2 ABS控制下车辆的联合仿真模型

4.2.1 制动系统分析及建模

4.2.2 ABS控制系统分析及建模

4.2.3 ABS控制下车辆的联合仿真模型建立

4.3 所建联合模型的验证性仿真分析

4.3.1 在附着系数μ=0.8的干路面上紧急直线制动研究

4.3.2 在附着系数μ=0.4的湿路面上间歇直线制动研究

4.3.3 在附着系数μ=0.8的干路面上转弯制动研究

4.3.4 验证性仿真试验小结

4.4 小弯道下车辆紧急制动仿真分析

4.5 左右轮胎胎压不均的仿真分析

4.5.1 低压轮胎模型的建立

4.5.2 直线行驶时左右胎压不均的仿真分析

5 车辆在防抱制动系统下弯道制动稳定性分析

5.1 车辆弯道制动稳定性分析

5.1.1 车辆弯道制动稳定性分析及其稳定性的表征参数

5.1.2 弯道制动车辆失稳状态的判断

5.2 车辆弯道制动过程中稳定性控制

5.2.1 弯道制动过程中车辆状态的控制

5.2.2 弯道制动稳定性控制系统的仿真模型

5.2.3 基于PID控制算法的滑移率门限值调整量计算模块

5.3 车辆弯道制动稳定性控制系统仿真

5.3.1 仿真工况实现

5.3.2 仿真数据对比

6 全文总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢