汽车abs的滑模变结构控制研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要汽车ABS的滑模变结构控制研究摘要汽车防抱死制动系统(ASS)是一种新型的汽车安全装置，其主要功能是在汽车制动时防止车轮抱死，缩短制动距离并保持良好的方向稳定性。ABS是一种强非线性时变系统，必须采用鲁棒性较强的非线性控制器来加以控制。滑模变结构控制作为一种重要的鲁棒控制方法，能够使非线性系统保持稳定并能克服模型的不确定性。本文针对汽车ABS在鲁棒控制方面的要求，选择滑模变结构控制方法设计汽车ABS。但是，滑模变结构控制中由于控制器的非线性使得系统的控制信号产生高频的抖振，而实际系统中所有的执行器带宽都是有限的，无法实现高频的

2、切换。同时高频的抖振会导致系统元件的损坏。因此何消除抖振是滑模变结构控制的重要研究课题，亟待解决。基于以上分析，本文对滑模变结构控制理论名EABS中的应用进行了研究和探讨。主要工作如下：在阐述汽车防抱死制动系统控制机理的基础上，对当今国内外使用的主要ABS控制方法进行了讨论和分析，比较了各自性能的优劣，其中重点介绍了滑模变结构控制方法；根据车辆本身的结构特点和物理学原理，建立了单轮车辆的动力学模型，并设计了滑模变结构控制器；利用MATLAB中的SIMULINK仿真工具，针对车辆在干路面、湿路面、以及滑路面条件下的制动情况进行了仿真研究。仿真结果表明采

3、用改进的滑模变结构控制器的ABS有效地抑制了系统的抖振，并且能够很好地跟踪路面最佳滑移率的变化，制动力矩的变化也比较平稳，保证了车辆制动过程的稳定性要求，而且系统具有良好的鲁棒性。’关键词；防抱死制动系统；滑移率；变结构控制；滑动模态；指数趋近律；抖振；鲁棒性一Ⅱ一东北大学硕士学位论文AbstraetOntheVariableStructureControlwithSlidingModefortheAutomotiveAnti-lockBrakingSystemsAbstractAnti-lockBrakingSystem(ABS)isakindof

4、newsafetydeviceforautomobile，whosemainfunctionistopreventthewheelfromloeld．gwhenbraking，shortenthebrakingdistance,andmaintainthegooddirectionalstability．ABSisakindofstrongnonlinearandtime-dependentsystem．Thereforetheslrongrobustnessnon-linearcontrollermustbeadoptedtocontrolit．T

5、hevariablesmleturecontrolwithslidingmode．asanimportantrobustnesscontrolmethod．c姐133RkethenonlinearsystemtomaintainstabilizationandOVCl'cometheuncertaintiesofthemodel．∞thevariablestructureconll"ol晰thslidingmodemethodisadopted,whichcanmeettherequestoftheAB$．However,$i11cethenonli

6、nearityofthevnriablestructurewithslidingmodecontrollercancausethehigllfrequencychatteringandalltheac=tI】latOl"bandwidthinthepracticalsystemisoftenlimited,aninfiniteswitchingfrequencycannotbeattained．Furthermore．thehighfrequencyi．putsignalchatteringcanalsoleadtothedamageofsystem

7、elements．Thereforehowtoeliminatethechatteringisasignificantresearchconcerningofthevariablestl'ueturecontrolwithslidingmodeandwhichneedstobesolved．Basedoiltheaboveanalysis，theapplicationofthevariablestructurecontrolwithslidingmodefortheautomotiveABSisstudied．111emaincontentsfll-

8、e鹳follows：Onthebasisofelaboratingonthecontrolmechanism