多軸車ABS算法研究及硬件在環(huán)測試.pdf

1、隨著多軸車在工程建設(shè)及國防建設(shè)方面的應(yīng)用日益增多，人們對多軸車的安全性也提出更高的要求。制動安全性作為車輛行駛安全性中的基本性能，各國都對其作出了嚴(yán)格規(guī)定。而為了進一步提高車輛在行駛中的制動安全性能，制動防抱死系統(tǒng)ABS應(yīng)運而生。ABS作為一種有效的主動安全系統(tǒng)，能在車輪即將抱死的時候進行自動減少制動力矩的控制，從而有效控制車輪的滑移率，使其保持在安全的范圍之內(nèi)，進而有效提高了車輛在彎道制動時候的轉(zhuǎn)向能力，也避免了車輛在制動時產(chǎn)生側(cè)滑甩

2、尾等危險情況的發(fā)生。目前，ABS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于乘用車領(lǐng)域，而它在商用車，尤其是多軸車領(lǐng)域的應(yīng)用及研究還甚少。與兩軸車相比，多軸車的底盤更長，負(fù)載更大，因此日益增加的車速使得多軸車的安全性能面臨更大的挑戰(zhàn)。更長的車身在車輛發(fā)生側(cè)滑甩尾時會對車輛本身以及道路的安全造成比兩軸車更大的破壞。而多軸車的軸荷計算較兩軸車更加復(fù)雜，因此準(zhǔn)確計算軸荷從而進行準(zhǔn)確的路面識別，對多軸車減少制動距離和減少由路面附著不同而產(chǎn)生的橫擺運動有著重要意義。
　

3、　本文以每個車輪都單獨配置傳感器和調(diào)壓閥的四軸車為例，比較全面地介紹了多軸車制動防抱死系統(tǒng)ABS的相關(guān)算法。其中單輪控制策略包括工程PID控制、滑動模態(tài)控制等。在研究以上控制算法的基礎(chǔ)之上，本文將分?jǐn)?shù)階微積分應(yīng)用于滑?？刂浦?，并通過對非線性系統(tǒng)的控制理論進行研究。本文針對目前廣泛使用的開關(guān)閥ABS，提出了改進的反饋控制算法。為了使ABS的控制效果進一步提升，如減少制動距離，減少對開路面制動時的橫擺運動，本文提出基于模糊邏輯的最佳滑移率識

4、別方法，基于典型路面距離因子的最佳滑移率估計算法，以及鄰近法最佳滑移率識別。因為本文所述的控制算法全都基于車輪滑移率，而且滑移率是由車速和輪速經(jīng)過計算得出，但是車速無法通過ABS系統(tǒng)所帶的輪速傳感器直接獲取，所以車速估計的準(zhǔn)確性是關(guān)系到控制效果的關(guān)鍵因素。本文首先提出基于 ESP傳感器的多軸車輛狀態(tài)估計方法，并將該估計方法進行縱向動力學(xué)簡化，提出基于車身加速度和輪速信號的多軸車狀態(tài)估計方法，再次簡化后，本文進一步提出基于輪速信號和ABS

5、控制信號的車速估計方法。經(jīng)過一系列軟件仿真及硬件在環(huán)仿真的驗證，證明了本文提出的算法的有效可行性。
　　本文的研究從建立多軸車制動動力學(xué)模型開始。首先分析多軸車制動動力學(xué)與兩軸車制動動力學(xué)最主要的差別在于軸荷的計算，接著本文提出考慮懸架剛度和阻尼作用下的多軸車軸荷計算方法。結(jié)合制動系統(tǒng)模型，車輪轉(zhuǎn)動模型以及路面附著等模型，得到整車制動動力學(xué)模型，并與商業(yè)模型進行仿真對比。建立了有效的單輪系統(tǒng)模型，并在單輪系統(tǒng)模型之上研究固定目標(biāo)滑

6、移率的控制算法，提出了改進的開關(guān)閥反饋控制策略，并進行單輪的仿真測試。本文根據(jù)多軸車動力學(xué)模型，進一步提出三種最佳滑移率識別算法，并根據(jù)仿真結(jié)果分析三種方法的優(yōu)劣。根據(jù)對多軸車制動動力學(xué)的研究結(jié)果，分析了單輪控制策略和最佳滑移率識別所需的狀態(tài)參數(shù)包括車速、輪速、車輪角加速度、附著系數(shù)等車輛系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)。為了獲取這些參數(shù)，本文從多傳感器的車輛狀態(tài)估計方法開始研究，逐漸減少傳感器，對狀態(tài)估計算法進行簡化，得到基于控制信號和輪速信號的車輛狀態(tài)