电磁-液压复合防抱死制动系统滑模控制.pdf

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1、2014年5月农业机械学报第45卷第5期doi：10．6041／j．issn．1000—1298．2014．05．001电磁一液压复合防抱死制动系统滑模控制术刘学军何仁(1．江苏大学汽车与交通工程学院，镇江212013；2．广西交通职业技术学院，南宁530023)摘要：为了提高电磁一液压复合制动系统的紧急制动性能，设计了一套既适用于电磁制动特性，又适用于液压制动特性的电磁一液压复合制动系统，按系统结构建立了液压制动系统数学模型，分低速区和高速区分别建立了电磁制动数学模型。在1／4车辆模型受力分析的基础上，设计了滑模变结构控制器，搭建了硬件在环仿真平台，模拟沥青路面和冰雪路面进行了防抱死制动

2、系统(ABS)性能仿真实验，并同商业ABS在同等条件下的实验结果进行了对比分析。实验结果表明：电磁一液压复合制动系统相比传统液压制动系统而言，响应速度更快，滑移率控制更精确，车辆制动稳定性更高，制动时间也有小幅减少，同时还减小了机械磨损，并降低了热衰退和失效的风险。关键词：复合制动系统液压电磁滑模控制硬件在环仿真中图分类号：U461．3文献标识码：A文章编号：1000—1298(2014)05—0001-07合制动盘，将电磁制动与液压制动盘组合为一体，使引言之既能保证电磁制动对制动盘材料、磁间隙的特殊目前，防抱死制动系统(ABS)在保持车辆行驶要求，又能保证摩擦制动盘对耐磨材料以及制动热稳

3、定性及提升制动性能方面已经展现了其突出的优量有效散失的需求。通过数学建模、车辆动力学分点，但随着制动系统附加电控功能的不断增加，传统析、开发滑膜控制器，搭建硬件在环仿真平台等，对液压制动系统的结构变得越来越复杂，其固有的一电磁一液压复合防抱死制动系统进行实验研究。些缺点，如响应速度慢、摩擦磨损、维修成本高、制动1电磁一液压复合制动系统结构原理热衰退、高速制动效果差等弊端也逐渐显露出来。因此，可控性好、响应速度快、安全高效、环保的新型图1为电磁一液压复合制动器结构原理，当踩下制动系统成为改善汽车主动安全性能的重要研究方制动踏板时，制动踏板位置传感器将驾驶员动作信向I2。息(如踏板加速度、位移

4、等)传递给滑模变结构控制电磁制动是一种非接触无摩擦的制动方式，其器，控制器根据制动踏板的状态，按照既定的控制策快速的制动响应性能与良好的高速制动效果得到了略对液压制动系统和电磁制动系统进行有效控制。用户的广泛认可。目前，许多学者对电磁一液压图1中，液压制动系统由油箱、油泵、电动机、单复合制动系统进行了广泛的研究。Desta和Anwar向阀、溢流阀、高压蓄能器、二位二通电磁阀、液压油提出直接在轿车车轴上安装电涡流缓速器进行路、轮缸活塞、摩擦片及复合制动盘等组成。高压蓄电磁一液压复合制动，取得了良好的制动效果。能器中油液的压强P是固定的，控制器通过调整两Gay、SongJeonghoon、何仁

5、等提出了液压制动机构和个二位二通电磁阀的状态实现制动轮缸的增压、保电磁制动机构共用制动盘，将电磁制动与液压制动压和减压控制，轮缸压力传感器的信息实时反馈给进行高度集成化的设想，并进行了控制策略方面的控制器。电磁制动系统由电磁驱动器、电磁制动线研究，研究结果表明复合制动系统比传统液压制动圈及复合制动盘等组成，控制器通过调整电磁制动系统制动性能更佳。线圈中电流的大小实现对电磁制动力矩的控制。本文在综合各研究成果的基础上，充分考虑电液压制动与电磁制动共用一个复合制动盘，复磁和液压制动各自的要求及特点，设计电磁一液压复合制动盘上分摩擦制动面和电磁制动面，外侧的摩收稿日期：2013—10—28修回日

6、期：2013—12—15}国家自然科学基金资助项目(51275212)、江苏省2012年度普通高校研究生科研创新计划资助项目(CXZZ120664)和2012江苏省汽车工程重点实验室开放基金资助项目(QC201203)作者简介：刘学军，博士生，广西交通职业技术学院副教授，主要从事汽车机电一体化技术研究，E-mail：gxlxj2000@tom．corn通讯作者：何仁，教授，博士生导师，主要从事汽车机电一体化技术研究，E．mail：heren1962@163．corn2农业机械学报2其中Ti=od2()sd(2)1=1一[4tan()n(1+1)一-~ln<1+)】24(3)c-0·5[卜毒

7、](4)式中0[、C——修正因子——电流强度转盘转角——转盘电导率r——电磁制动力作用半径——计算因数r——转盘半径图1电磁一液压复合制动器结构原理图b、——磁轭界面长和宽Fig．1Structureprincipleofelectromagnetic—hydraulic。——空气导磁率Ⅳ一线圈匝数hybridbrakesystemI．制动踏板2．制动踏板位置传感器3．滑模变结构控制器2。——转盘与磁轭问的气隙4．电磁驱