汽車線控制動系統(tǒng)安全控制技術研究.pdf

1、汽車安全技術的研究與開發(fā)是當今世界汽車技術的重要發(fā)展方向。汽車制動系統(tǒng)對車輛的安全行駛起著至關重要的作用。采用線控技術構建有關汽車安全性能的電子控制系統(tǒng)，可極大地提高駕駛的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，已成為汽車技術的發(fā)展方向。線控制動給汽車結構和制動性能帶來根本性變革，相對傳統(tǒng)制動系統(tǒng)具有無法比擬的優(yōu)點，其研究與應用對汽車安全性、可操縱性、舒適性以及節(jié)能環(huán)保都將起到重要的作用。然而，現(xiàn)有線控技術應用于汽車制動系統(tǒng)的主要困難是，尚沒有針對高安

2、全可靠性要求的線控制動的系統(tǒng)性的結構設計方法和基于該結構的全局非線性的線控制動系統(tǒng)模型構建，以及基于四輪獨立制動控制的制動力分配策略和可靠的實時快速帶約束非線性最優(yōu)控制算法。本文從安全可靠性設計的觀點出發(fā)，重點研究線控制動系統(tǒng)的安全控制方法。主要研究內容包括:
　　 (1)對汽車線控制動發(fā)展概況、應用現(xiàn)狀以及面臨的問題進行了剖析，分析并總結出線控制動系統(tǒng)的關鍵技術。重點從線控制動系統(tǒng)控制結構設計、基于四輪獨立制動控制的最優(yōu)制動力

3、分配策略、最佳滑移率在線辨識方法以及基于滑移率的線控制動ABS控制技術等方面詳細闡述了汽車線控制動安全控制技術的研究動向。
　　 (2)總結出五類導致制動失效的制動系統(tǒng)故障模式，運用故障模式及危害性分析和故障樹分析法相結合的方法進行線控制動系統(tǒng)可靠性分析，采用基于可靠性分析和容錯技術相結合的線控制動系統(tǒng)結構設計方法設計出線控制動系統(tǒng)硬件雙冗余結構和踏板模塊雙機容錯控制系統(tǒng)。
　　 (3)提出一種基于滑移率的四輪獨立制動控

4、制的最優(yōu)制動力分配策略，并通過改進的粒子群優(yōu)化算法得到最優(yōu)制動力分配曲線。在獲得與傳統(tǒng)的理想制動力分配方法相同的制動強度和制動減速度的前提下，新的制動力分配策略使前輪的滑移率總是大于后輪的滑移率，從而在保證汽車制動時的方向穩(wěn)定性，防止后軸先于前軸抱死而發(fā)生危險的側滑的同時，前后車輪制動力分配更加接近理想的制動力分配曲線，為制動力控制提供了最佳的制動參數(shù)。
　　 (4)針對汽車制動過程的非線性特征，提出了一種基于RBF神經網絡的改

5、進型Burckhardt模型，并設計出一種結合結構化非線性參數(shù)優(yōu)化方法(SNPOM)和粒子群算法(PSO)的新的混合參數(shù)優(yōu)化算法PSO-SNPOM，優(yōu)化RBF網絡的參數(shù)。
　　 (5)提出了基于改進型Burckhardt模型的適應各種路面條件下的最佳滑移率在線計算方法，在線控制動系統(tǒng)中的仿真實驗驗證了新的最佳滑移率辨識方法的有效性和可行性。
　　 (6)結合變結構控制和模糊控制方法，設計了基于切換增益自適應調節(jié)的模糊滑模

6、控制器。針對制動過程的非線性特征，設計了基于滑移率的線控制動ABS模糊滑?？刂破?。建立了MATLAB/Simulink與CarSim的聯(lián)合仿真環(huán)境，對單路面與變路面條件下的基于滑移率的線控制動ABS控制策略進行仿真實驗。仿真結果表明，基于增益模糊調節(jié)的滑?？刂扑惴ㄏ啾扔赑ID算法和常規(guī)滑?？刂凭哂懈叩目刂凭群汪敯粜?，可使汽車獲得更優(yōu)的制動性能和對路面的更好的適應性;同時，結合本文提出的最佳滑移率在線辨識方法，基于最佳滑移率的ABS控