基于滑移率的车辆防抱死系统模糊控制技术及仿真研究

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汽车防抱死系统(ABS)通过调节制动力来防止车轮发生抱死现象,并使车轮滑移率保持在最优滑移率范围内,改善了汽车制动时的性能指标。ABS是一种有效的安全装置,其应用的范围愈加广泛。目前大多数ABS产品中都使用是逻辑门限值控制方式,但是它不是非常完好的汽车ABS控制方式,因而要对ABS的控制策略进行进一步研究。本文的主要研究内容如下:首先介绍了汽车ABS系统的发展历程、国内外研究状况以及汽车ABS技术的发展趋势等。然后对汽车制动防抱死系统进行系统的理论分析,包括ABS的工作原理、结构组成、分类以及目前比较常见的控制策略(逻辑门限控制,PID控制,滑模控制等)。并介绍了ABS制动时的性能指标。接着利用ADAMS/Car建立了包含悬架系统、制动系统、轮胎模型等整车模型。然后依据模糊控制理论,利用MATLAB中的模糊工具箱设计出根据车轮滑移率的模糊控制器,并完成ABS模糊控制系统的设计。通过ADAMS/Controls模块提供的接口,将ADAMS/Car模块中建立的整车模型与汽车ABS模糊控制系统连接起来组成联合仿真模型。最后通过仿真模型在高附着系数和高低附着系数对接路面上进行制动仿真分析,并与无ABS时的制动进行比较。仿真分析的结果显示本文设计的基于滑移率的ABS模糊控制器在仿真分析的路面上都能使车轮的滑移率控制在最佳的范围内,显著地改善了汽车的制动时的性能。
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