汽车防抱死制动系统（ABS）控制方法仿真研究与控制器设计

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1、山东大学硕士学位论文汽车防抱死制动系统（ABS）控制方法仿真研究与控制器设计姓名：于东申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：常发亮20070420摘要随着科学技术的进步和人们物质生活水平的提高，人类社会对汽车的安全性，特别是制动安全性能提出了越来越高的要求。汽车防抱死制动系统(ABs)是一种在制动时能够自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果的制动系统。该系统能够有效的缩短制动距离、提高制动时的方向稳定性，对汽车的行驶安全具有重要的意义。本文对汽车防抱制动系统的核心部件一电子控

2、制单元(EcU)的控制方法进行了研究，建立了ABs车辆理论模型，并用№tlab／Si舢1ink工具对防抱死控制方法进行仿真。对整套ABS系统的控制过程、控制逻辑进行了分析，并进行了道路试验。本文首先剖析了防抱死制动系统的控制原理，在此基础上详细介绍了ABs的结构以及各部分的作用，并建立了仿真模型。仿真模型充分考虑了车体的动力学模型、轮胎力学模型、制动系统模型。为达到仿真可行性与可信度的统一，本文对模型均做了合理简化。本文对ABS控制算法进行了研究，并进行了仿真实验。由于汽车本身参数及行驶工况的复杂特性

3、，采用基于模型的现代控制理论方法所得效果并不理想，因此本文重点对传统的逻辑门限值方法进行研究。由于控制及其算法的复杂性，寻求强有力的开发环境及编程工具变得愈加重要。近年来控制系统的计算机辅助设计系统(cAcsD)发展迅速，其中姒TLAB／sI硼LINl【的出现为汽车ABs的设计和模拟注入生命力。本文利用姒TLAB／SI哪LLINK针对简化的模型，设计ABS控制器。通过计算机数字试验仿真结果表明该控制器能取得较好的效果。本文设计了ABs中央控制器。用单片机开发研究ABS是目前广泛采用的方法，其核心是单片

4、机控制器。随着功能技术和应用水平的提高，单片机应用研究在ABs领域将进一步深入．本文研究了以高性能单片机为核心的ABS控制器的开发思路和设计方法，设计了ABs硬件和软件，包括信号输入、输出通道，通信模块，控制算法，故障检测等模块，满足ABs各项要求。最后本文进行了仰S系统的道路试验。为了检验ABS控制器的有效性，进行了装车道路试验。在试验时，利用上位机通信软件实时监控ABs控制器状态，并通过串行通信接口将控制器信息传送到上位机并显示。以这种方式，可以在实际环境中检验控制算法的有效性，方便的修改各种控制

5、参数，达到优化算法的目的。总之，研究结果可以看出逻辑门限值方法用于汽车防抱死制动系统不仅具有理论意义，而且具有实用价值，是一种简单、方便、具有较好操纵性、制动性，并且有较好适应性的方法。进一步的研究工作一定要继续开展下去。关键词：防抱死系统；滑移率：车辆模型；逻辑控制ABSTRACTWitht11edevelopmentofscienceandtecllIlologyandmeimpr0Vementof也epeoplc’sstandardoflivin吕human’srequircmentoftheV

6、ehiclesecuritybecomehig-herandhi曲er，especiallythebrakingsecurity．Anti·lockbrakingsystem(ABS)isakindofdevice，whichcanrcgulatcⅡlewheel’sbrakingforceautomatically，preventthewheels劬mlockingandacquirethebesteffectduringbrakin昏Thisdeviceissignificanttosteerin

7、gsafety．ThispapermakessomedeeprcsearchonABScemerc6ntroller，alsocalledECU，establishesVehicledynamicalm蒯hematicalmodel，tircmodel，b脚dngsystemmodel，andusesMatlab／Si舢1iIlksoftwaretosetupABSsimulationmodel．Thepaperconcen订atesonABScon仃olprocess，analyzesitsbasi

8、c109icprinciplefo咖ulaa11dappliesittoVehicle．Thep印erBuildupⅡletlleo硎calmodelofABS．ThepaperanatomizedthecontrolprincipleofABS，andbasedonitin加ducedt11esmJctures，species，eVerypanfullctionsofABS．ThedynamicsmodelfouIldedbypredecessors、