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轻型电子机械制动汽车防抱死制动系统研究

作　者: 韩鹏
导　师: 李幼德
学　校: 吉林大学
专　业: 车辆工程
关键词: 电子机械制动 防抱死制动系统 离线仿真 主动安全性
分类号: U463.526
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


作为线控制动的一个分支,EMB(Electromechanical Brake)跟传统的液压制动相比,使用了独特的制动理念,它使用电能作为制动系统的能量来源,用电机驱动执行器产生制动力,响应迅速,能有效提高汽车主动安全性。EMB用电机代替了传统的油泵,用电线代替传统的液压管路,不但避免了液压油泄漏对环境的污染,而且节省了布置空间,简化了制动结构,降低了整车质量,符合节能,安全,环保的发展要求。本文借鉴国内外EMB的研究成果,结合课题组的现有资源,选择了合适的制动力估算理论模型,完成了EMB执行器制动压力估算研究,设计了无压力传感器的EMB控制器,并完成了离线仿真调试;基于EMB模型,进行了汽车防抱死制动控制算法研究,并应用仿真软件进行了离线仿真,验证这一算法的准确性。1 EMB制动压力估算研究针对目标车型,选择制动压力估算模型,基于CANOE建立制动力估算平台,通过压力估算试验,计算EMB执行器制动压力与电机电流和转子转角的关系,获得制动压力估算模型,设计无压力传感器的EMB控制器,并通过离线仿真实验,验证这一控制器的准确性。2汽车防抱死制动算法研究研究了以滑移率为控制目标量的算法,滑移率由车速与轮速计算得到,轮速直接测量得到,车速估算得出。另外,考虑到ABS控制系统的非线性以及传统PID控制的缺点,将模糊算法与PID控制结合起来,采用模糊PID算法计算目标制动力,模糊算法计算出PID控制器的控制参数,使得PID控制器根据这些参数计算出最适宜的目标制动压力。3汽车防抱死制动仿真研究基于EMB制动压力估算模型,建立了整车ABS控制仿真模型。仿真模型由以下部分组成:整车模型,车轮动力学模型,发动机模型,传动系统模型,轮胎模型,辅助计算模型,EMB模型;在均一路面,对接路面,分离路面,棋盘路面下汽车直线制动,以及转弯制动时,开展了整车ABS控制离线仿真。仿真的结果表明:本文研究的ABS控制算法能有效地将车轮滑移率控制在一定范围,明显提高汽车的制动性能,当路面附着系数跃变时,ABS控制算法能有效适应这一变化;当汽车行驶在分离的路面时,这一算法能够保证汽车拥有较好的操纵稳定性。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-24
  1.1 EMB 概述  10-17
    1.1.1 EMB 组成及工作原理  10-13
    1.1.2 EMB 的优缺点  13-15
    1.1.3 EMB 发展现状及研究趋势  15-17
  1.2 ABS 概述  17-20
    1.2.1 ABS 的研究意义  17-18
    1.2.2 ABS 发展现状和研究趋势  18-20
  1.3 EMB 制动压力估算概述  20-22
    1.3.1 EMB 制动压力估算的意义  20-21
    1.3.2 EMB 制动压力估算的发展现状  21-22
  1.4 本文的主要研究内容  22-24
第2章 基于制动压力估算模型的EMB 控制器设计  24-40
  2.1 EMB 制动压力估算模型  24-31
    2.1.1 制动压力估算理论基础  24-27
    2.1.2 中值滤波  27-28
    2.1.3 制动压力估算试验  28-31
  2.2 EMB 控制器设计  31-39
    2.2.1 控制器的设计要求  32
    2.2.2 离线仿真研究  32-39
  2.3 本章小结  39-40
第3章 汽车防抱死制动算法研究  40-54
  3.1 ABS 控制目标和控制策略  40-41
  3.2 ABS 控制方法  41-49
  3.3 汽车状态估算算法  49-50
    3.3.1 车速估算算法  49
    3.3.2 路面识别算法  49-50
    3.3.3 车轮载荷估算算法  50
  3.4 路面识别算法  50-51
  3.5 车轮载荷估算算法  51
  3.6 本章小结  51-54
第4章 基于EMB 的整车动力学仿真模型建立  54-64
  4.1 动力学仿真软件功能要求和主体结构  54-55
  4.2 整车模型  55-58
  4.3 发动机模型  58
  4.4 传动系模型  58
  4.5 轮胎模型  58-60
  4.6 计算辅助模块  60-61
  4.7 EMB 模型  61-62
  4.8 本章小结  62-64
第5章轻型电子机械制动汽车防抱死制动仿真研究  64-82
  5.1 均一路面直线制动  64-71
  5.2 对接路面直线制动  71-73
  5.3 分离路面直线制动  73-76
  5.4 棋盘路面直线制动  76-79
  5.5 转弯制动  79-81
  5.6 本章小结  81-82
第六章 全文总结与展望  82-84
参考文献  84-88
致谢  88

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 制动系统 > 制动操纵装置 > 防抱制动装置
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