商用車氣制動ABS魯棒控制方法研究.pdf

1、防抱死系統(tǒng)（ABS）作為汽車的主動安全性重要車載設(shè)備，保證了汽車的良好制動性、可操控性和方向穩(wěn)定性，已成為商用車的強制性配置。但是氣壓制動系統(tǒng)的動態(tài)特性以及輪胎的強非線性和時變性等因素，給ABS的控制帶來了困難。因此積極發(fā)展商用車氣制動ABS魯棒控制方法有著重大的現(xiàn)實意義。
　　在分析制動過程中整車受力的基礎(chǔ)上，根據(jù)力學(xué)原理，建立了適合控制系統(tǒng)分析與設(shè)計的單輪車輛模型，作為研究商用車氣制動ABS魯棒控制方法的基礎(chǔ)，然后在其基礎(chǔ)上建

2、立了四輪車輛模型；通過對比分析常用的輪胎模型，選擇了適合商用車動態(tài)模擬的“魔術(shù)公式”輪胎模型；針對氣動系統(tǒng)理論建模的弊端，采用實驗辨識的方法建立了氣壓制動系統(tǒng)模型。
　　通過對基于滑移率的商用車ABS控制方法進行研究，提出了一種魯棒性較好的非線性連續(xù)預(yù)測控制方法，設(shè)計了基于滑移率的ABS非線性預(yù)測控制器。利用泰勒級數(shù)展開對系統(tǒng)狀態(tài)進行適當(dāng)?shù)慕匚蔡幚?，獲得了系統(tǒng)預(yù)測模型，并將ABS路面識別算法引入?yún)⒖架壽E設(shè)計了多路面下參考軌跡模型，

3、當(dāng)路況發(fā)生變化時，參考軌跡也發(fā)生相應(yīng)的變化，而且在系統(tǒng)中還引入了滑移率積分反饋，采用改進的二次型預(yù)測控制律，以增強系統(tǒng)的魯棒性。仿真結(jié)果表明，當(dāng)ABS存在建模誤差、負載變化和路面突變時，該非線性預(yù)測控制器仍能夠獲得良好的動態(tài)響應(yīng)和魯棒性，控制效果要明顯由于邏輯門限控制。
　　從ABS的工作原理和控制目標(biāo)出發(fā)，研究了理想狀態(tài)下的制動規(guī)律，分析了電磁閥的動態(tài)特性，針對電磁閥的動態(tài)特性以及制動過程中出現(xiàn)的路面突變等非線性問題，提出了一種

4、實用性較強、且魯棒性較好的自調(diào)整控制算法：只需測量輪速，無需車速估計模塊，避免了車速估計帶來的誤差；而且針對電磁閥在制動過程中的非線性特性，設(shè)置了補償環(huán)節(jié)；能夠自動尋找最佳滑移率點，對負載變化有很好的適應(yīng)性和魯棒性；考慮了輪胎的非線性特性，其路面辨識環(huán)節(jié)能夠克服路面變化的影響。
　　通過以上兩種算法跟邏輯門限控制的對比，基于成本低、實用性強的自調(diào)整控制和常用的邏輯門限控制，設(shè)計了單輪商用車ABS硬件在環(huán)仿真平臺，選擇干瀝青高附著系

5、數(shù)路面和冰雪低附著系數(shù)路面兩種典型工況，進行了ABS半實物仿真，并與Matlab/Simulink環(huán)境下的離線仿真進行對比。結(jié)果表明，建立的單輪汽車模型比較準(zhǔn)確，能夠反映車輛的運行工況；在只考慮電磁閥的動態(tài)特性的情況下，自調(diào)整控制比邏輯門限控制有更好的適應(yīng)性和魯棒性，門限設(shè)置更加方便。
　　最后為了進一步驗證自調(diào)整控制算法的實用性和魯棒性，設(shè)計了ABS的整車布置形式，將自調(diào)整控制器應(yīng)用到整車四輪車輛制動模型上，進行了自調(diào)整控制、邏