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半挂汽车列车气压ABS研究

作　者: 肖朝明
导　师: 王润琪
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 汽车工程 半挂汽车列车 制动性能 气压防抱死制动系统(ABS) 模糊控制 模拟仿真 结果分析
分类号: U463.526
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


汽车防抱死制动系统,英文简称ABS (Anti-lock braking system)是一种在制动时能够自动调节车轮制动力大小,防止车轮抱死以取得最佳制动效果的机电一体化制动系统。该系统能够有效地提高制动时的方向稳定性和转向能力、缩短制动距离,对汽车的行驶安全具有重要作用，目前己成为汽车重要的主动安全装置,是国内外汽车行业重要的研究课题和我国的重点资助项目。半挂汽车列车是由半挂牵引车和半挂车两大部分组成汽车专用车辆,具有载货量大、运输效益好等优点,是中长距离汽车货运的骨干力量和主要发展趋势之一。近年来,不论是其数量在货车中的比重,还是其承担货运量在道路货运中的比重都逐年增加。半挂汽车列车车身长、质量大、速度快、其行车安全也越来越受到重视。为了解决行车制动的方向稳定性问题,本文首先分析了半挂汽车列车气压ABS的控制方法。在研究中详细探讨了汽车ABS的基础理论、一般结构、主要类型和工作原理。分析了半挂汽车列车及其气压制动系统的特点；研究了半挂汽车列车气压ABS的结构方案和控制方法。提出了基于滑移率为参考控制参数的模糊自适应控制策略。建立了模糊控制系统,做了计算机仿真实验,并对仿真结果进行了分析和讨论。半挂汽车列车气压ABS分为半挂牵引车和半挂车两大部分：牵引车部分与普通载货汽车相同,采用二通道三传感器结构方案：即两前轮采用独立控制原则单独控制,两后轮(半挂汽车列车的中轮)采用低选原则统一控制。而半挂车车轮(半挂汽车列车的后轮)ABS系统采用SL结构。根据仿真建模的要求,相应建立了半挂汽车列车的整车模型,单轮模型,制动器模型,轮胎模型共四个数学模型,并对模糊控制原理作了较为详细的阐述,随后运用MATLAB中的Fuzzy工具箱进行了ABS自适应模糊控制器的建立,并利用建立数学模型在MATLAB/Simulink中对半挂汽车列车直线制动进行了模拟仿真,仿真结果表明气压ABS在防止车轮抱死、减小制动距离方面有明显效果,能提高半挂汽车列车在制动过程中的方向稳定性和转向能力。根据仿真结果,分析了影响气压ABS效果的主要因素,并对气压ABS的改进提出了可行性建议。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 研究意义及目的  9-10
  1.2 汽车ABS技术在国外的发展及应用  10-12
  1.3 汽车ABS技术在我国的发展现状  12-17
    1.3.1 国内ABS理论研究现状  12-13
    1.3.2 国内ABS产品的开发  13-15
    1.3.3 我国开展汽车ABS技术研究的意义和方向  15-17
2 汽车ABS技术的基本原理  17-35
  2.1 汽车ABS系统简介  17-18
  2.2 汽车ABS技术的理论基础  18-21
    2.2.1 汽车制动时车轮的滑移率  18-19
    2.2.2 地面制动力与附着系数之间的关系  19-20
    2.2.3 附着系数与滑移率之间,的关系  20-21
  2.3 汽车ABS的基本组成和分类  21-35
    2.3.1 汽车ABS的基本组成  21-24
    2.3.2 汽车ABS的基本工作原理  24-28
    2.3.3 汽车ABS的基本分类  28-31
    2.3.4 汽车ABS的主要控制策略  31-35
3 ABS在半挂汽车列车的应用分析  35-41
  3.1 半挂汽车列车概述  35
  3.2 半挂汽车列车制动系统  35-37
  3.3 半挂汽车列车ABS应用  37-41
4 半挂汽车列车车辆动力学分析  41-49
  4.1 半挂汽车列车整车模型  41-45
  4.2 四分之一车体模型  45-46
  4.3 轮胎分段线性模型  46-47
  4.4 制动器模型  47-49
5 模糊控制器模型的设计与实现  49-63
  5.1 模糊控制的概念  49-52
  5.2 模糊控制器模型的建立  52-60
    5.2.1 模糊控制器模型的基本设计方法  53-54
    5.2.2 模糊控制器的结构选择  54-55
    5.2.3 模糊规则的选取  55-58
    5.2.4 量化和比例因子的选择及模糊控制器自适应控制  58-60
  5.3 在MATLAB &Simulink中建立模糊控制器模型  60-63
6 半挂汽车列车气压ABS仿真模型的建立与分析  63-75
  6.1 半挂汽车列车气压ABS结构的选择  63
  6.2 在Simulink中建立半挂汽车列车气压ABS仿真模型  63-66
  6.3 半挂汽车列车气压ABS模拟仿真与分析  66-75
    6.3.1 半挂汽车列车气压ABS模型验证  66-71
    6.3.2 半挂汽车列车气压ABS模型影响因素分析  71-75
7 总结与展望  75-77
参考文献  77-83
附录:攻读硕士学位期间的主要学术成果  83-85
致谢  85

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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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