汽车防抱死制动系统的最优控制

第 卷 第 期 年 月 辽 宁 省 交 通 高 等 专 科 学 校 学 报 】 文章编号 一 一 一 汽车防抱死制动系统的最优控制 沈 沉 , 惠有利 ’ 由远程 辽宁省交通高等专科学校 , 辽宁沈阳 辽宁省高速公路管理局绥中处 , 辽宁葫芦岛 的 摘 要 通过对汽丰防抱死制动系统的基本结构和工作原理的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 , 给出了 车辆 系统的数学模型 , 并将 最优控制理论用于汽牟防抱死制动 系统 , 最后进行 了防抱死制动过程仿真 , 并对普通制动和基于最优的 仿 真结果进行比较分析。 关健词 防抱死制动 最优控制 仿真 中图分类号 文献标识码 随着汽车行驶速度的提高 , 以及道路行车密度的增大 , 对汽车行驶的安全性要求也越来越高 。 特别是在低附着系 数的路面或干湿混合路面上 , 制动时车轮打滑严重 , 不仅系 统效率低 , 且容易使汽车丧失方向稳定性 , 汽车防抱死制动 系统 一 衍 , 简称 就是在这种情况 下产生和发展起来的 。 汽车防抱死制动系统是汽车重要的主动安全装置之一 , 其控制目标是使车轮在获得最佳制动效率的同时又不会抱 死 , 使汽车能够在制动过程中保持良好的方向稳定性 。 其控 制系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的基本思想是在制动过程中自动控制和调节制 动力矩的大小 , 当车轮将要抱死时降低制动力 , 而当车轮不 会抱死时 , 又增加制动力 , 如此反复动作 , 使轮胎与路面间的 纵向和侧向附着系数控制在其峰值附近 , 防止车轮抱死 , 进 而消除制动过程中的侧滑 、跑偏 、丧失转向能力等非稳定状 态 , 以获得良好的制动性能 、操纵性能和稳定性能。 汽车防抱死制动系统的基本结构和工作原理 系统通常由轮速传感器 、制动压力调节装置 、 电子 控制单元 跳 简称 组成 , 如图 所 示 。 每个车轮上均装有一个车轮转速传感器 , 它的作用是将 转速信号变换为电信号输送给控制单元 , 电子控制单元根据 车轮传感器送来的信号对各车轮的运动状态进行判断和监 测 , 并形成相应的指令 制动压力调节装置安装有电磁阀 , 根 据 传来的指令 , 通过电磁阀的通断电来调节制动力的 大小 。 克服制动器所产生的制动转矩时 , 车轮就会发生抱死 , 如果 汽车此时仍未完全制动到停车 , 车轮就会在路面上进行滑 移 。 为了使汽车在制动过程中获得良好的行驶性能 , 就要充 分合理地利用轮胎与路面之间的附着力 , 附着力的大小又取 决于轮胎与路面之间的垂直载荷和附着系数 。 在制动过程中 , 轮胎与路面之间的垂直载荷和附着系数 都会随许多因素而变化 , 其中车轮相对于路面的运动状态对 附着系数的影响就很大 。 当滑移率 二 左右时 , 轮胎的 附着系数 侧向附着系数 、纵向附着系数 取得较大值 , 可使 汽车制动力达到最佳 , 如果车轮完全抱死 , 不但达不到最佳 制动效果 , 而且还会丧失转向能力和抵抗侧向力的能力 , 造 成汽车制动时方向不稳定 。 另外 , 制动时车轮发生抱死还会 导致轮胎过度的不均匀磨损 , 也增加了驾驶员在制动时的紧 张程度 。 汽车防抱死制动系统的数学模型 本文以 车辆系统模型为研究对象 , 为了便于分析 , 在研究制动防抱死系统时 , 作了如下简化 车轮承受的 载荷为常数 忽略空气阻力和滚动阻力的影响 车轮 与地面之间的纵向附着系数 一 滑移率关系采用双线性模型 来 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示 ’〕, 如图 所示 。 召 为 一才 丫 一二竺 万 图 汽车防抱死制动系统基本组成 由汽车理论的知识可知 , 纵向和侧向附着系数与滑移率 具有如图 所示的曲线关系 。 的控制原理就是将车轮 的滑移率控制在最佳滑移率附近 , 以获得较高的纵向和侧向 附着系数。 汽车制动时 , 当附着力对车轮产生的转矩不足以 言尹 图 简化后 卜 一 近似曲线 由图 所示单轮车辆制动模型 , 可得车辆和车轮的运动 微分方程分别为 , 二 一 。 · 一 、 收稿日期 一 一 作者简介 沈沉 , 东北大学毕业 , 硕士 , 北京理工大学博士在 读 , 讲师 。 式中 一 单轮载荷 , 一 车轮滚动半径 , 几 一 制动力矩 , 一 车辆速度 , 。 一 车轮角速度 , 一 车轮与地面的摩擦力 , 一 车轮转动惯量 。 车轮滑移率定义为 一 · 以 辽 宁 省 交 通 高 等 专 科 学 校 学 报 年 由图 中可得车轮与地面之间的纵向附着系数 一 滑移 率关系的双线性模型 , 其 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 可表示为 五 ‘ ‘ 一 一 一 一‘ 二 、 卜 , 一节寸 ”一 ” ’ ” · ”“ 其中 , 卜 , 为峰值附着系数 , 卜。 为滑移附着系数 , , 为 峰值附着系数 卜, 对应的最佳滑移率 。 车速犷 最优控制是基于状态空间法的现代控制理论方法 , 它根 据车辆 一 地面系统的数学模型 , 用状态空间的概念 , 在时间 域内研究汽车防抱死制动系统 。 它根据防抱死制动系统的 各项要求 , 按最优原理求得控制系统的最优控制指标 。 根据 最优控制理论的要求 , 选取汽车防抱死制动系统的状态变量 为滑移率和制动系统的控制压力 二【 〕, 川 。 对式 求导 , 并将式 、 代人 , 得 二 二 石石 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 二 一 二一笠了 一 石书二 社 , · 十 —由式 可得制动系统压力模型为 二 一 令 十令 则系统的状态方程为 二 丛立 · 户 · · · 图 单轮制动模型 车轮制动器制动力矩一般是制动缸压力的函数 , 可表达 为 ‘ 几 烈 式中 一 制动器效能因数 , 一 制动缸压力 。 汽车防抱死制动系统的最优控制及仿真 目前使用的 产品普遍采用基于经验的逻辑门限控 制方法 , 即根据车轮角加 、减速度与估计的车轮滑移率来调 节车轮制动力矩 , 达到防止车轮抱死的目的 。 这种方法并不 涉及具体系统的数学模型 , 对控制系统的非线性控制是有效 的 , 实现起来也较简单 , 只需测量车轮角速度 。 但是由于缺 乏足够的理论指导 , 这种逻辑门限方法在选择门限值 、车速 估计以及路面识别上存在困难 , 而且需要针对不同车型进行 大量的参数匹配试验 。 输出方程为 二 〔 , , 为使防抱死制动系统以最优方式工作 , 使实际输出与期 望输出的误差最小 , 选择具有二次型的目标函数 , 即 由 式中 一 状态变量的加权矩阵 一 控制变量的加权矩阵。 对上述系统进行求解 , 并在 倒盯 放 下进行仿 真 , 仿真时采用的汽车模型基本参数为 设期望滑移率为 制动初始车速为 可 几『 车轮滚动半径为 单轮载荷为 吨 车轮转动惯量为 扩 。 利用仿真模型进行仿真分析 , 得到 车辆模型在某路 面上进行普通制动 无 和基于最优控制的 动态响 应过程 包括车速 、轮速 、滑移率和制动距离随制动时间变 化关系 , 仿真对比结果如图 、 、 所示 。 伙伙伙伙伙伙 事速 一 沐心 ⋯一一一 ’ 一 游。。 厂一 一 义 ’ 一一一一 一一一一 洛 卜卜卜 一一 扮 ,,,,, 卜卜卜卜卜 一叹 , 一 入扩 ··············· 轮速 之之之卜 ‘‘‘‘‘ ’ 一‘飞 , ’ 一 ’’ 、、 一 入入入 无 最优 图 车速与轮速随时间变化关系曲线 尸尸尸尸尸尸尸尸尸尸尸 电电电电电电电电 一 犷”“ ’ ‘‘ 图 滑移率随时间变化曲线 第 卷 第 期 年 月 辽 宁 省 交 通 高 等 专 科 学 校 学 报 文章编号 一 一 一 柴油机电控燃油喷射系统结构原理分析 张西振 , 梁 勇 辽宁省交通高等专科学校 , 辽宁沈阳 辽宁省高速公路管理局绥中处 , 辽宁绥中 以 摘 要 菜油机电控技术是汽车发动机新技术 , 本文以一汽大众 桥车装用的 某油机为例 , 对莱油 机电控燃油喷射系统的结构原理进行分析 。 关键词 泉油机 电控 系统 结构原理 中图分类号 二 文献标识码 引言 自 年柴油机问世至今 , 在 多年的发展过程中 , 柴油机已充分显示出了它的实用价值和适应性 , 尤其是 世纪 年代以来 , 以计算机为控制单元的电子控制技术在 柴油机上的应用 , 大大提高了柴油机作为汽车动力装置的竞 争力 。 目前 , 作为汽车动力装置的柴油机已在很多地方取代 了汽油机 , 尤其是在重型载货汽车和军用车辆上 , 柴油机已 经占了主导地位 , 在中 、轻型载货汽车甚至客车和轿车上 , 柴 收稿 日期 一 一 油机的应用也 日益增多 。 由于电控柴油机在我国出现比较晚 , 维修技术人员对电 控柴油机技术掌握不够 , 给汽车维修带来不便 。 本文主要对 一汽大众 轿车装用的 柴油机电控燃油喷射系统 的结构原理进行分析 。 柴油姗料供给系的组成 轿车装用的 柴油机燃油供给系组成如图 所示 。 该系统实际是在柴油机传统的 燃油系统基础上 , 加装电控元件改进而形成的柴油机电控系统 。 燃油箱 贮存汽车行驶所需的燃油 。 巨卜卜书刃器反健恻卫居 孟 之之之之 二 尸 一 ’ ’ 一 一 ” 一 ‘ 一 ‘‘ 只只一 一 犷一 ’ 一 ’ ‘ 一 ’ 一 ’ 时间 白 巧 制动距离随时间变化曲线 从仿真曲线的对比分析可知 , 对于普通制动 , 车轮迅速 抱死 , 车轮滑移率迅速达到 而基于最优控制的 系统没有出现抱死现象 , 滑移率基于控制在期望滑移率点 , 即 附近 , 得到理想的 控制过程如图 。 另外由图中 对比可得普通制动的制动时间 、制动距离都要比基于最优控 制的 要长 , 说明基于最优控制的 系统能有效缩短 制动距离 、减少制时间。 结论 本文建立了基于最优控制理论的汽车防抱死制动系统 的理论模型 , 井在 公训 下进行了仿真 。 由仿真 结果对比可知 , 基于最优控制理论的 系统的制动时间 减少 、制动距离缩短 、车轮滑移率控制在期望值附近 , 取得了 很好的控制效果 , 适用于汽车防抱死制动系统 。 参考文献 〔门何渝生 现代控制理论在汽车防抱死制动系统中的应用 , 重庆工 业管理学院学报 , 王纪森 , 杨旭东 汽车防抱死制动系统的 自寻最优控制 , 汽车工 程 , 月 一 心 〕 脚如 记 南 , 抽 闭 , 耐 叩石面血 二 二 记 , 西 山‘石 哪 访 拓 〔 盯 , 叮山 〕 一 邵 而 鸣