汽车防抱死制动系统设计论文

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1、河南理工大学2012届本科毕业设计（论文）摘要防抱死制动控制系统（ABS）是在传统制动系统的基础上采用智能控制技术，在制动时自动调节制动力防止车轮抱死，充分利用道路附着力，提高制动方向稳定性和操纵稳定性，从而获得最大制动力且缩短制动距离，尽可能地避免交通事故发生的机电一体化安全装置。本文根据防抱死制动控制系统的工作原理，应用汽车单轮运动的力学模型,分析了制动过程中的运动情况。采用基于车轮滑移率的防抱控制理论，根据车速、轮速来计算车轮滑移率。以MSP430F149单片机为核心，完成了输入电路、输出驱动电路及故障诊断等电路设

2、计，阐述了ABS系统软件各功能模块的设计思想和实现方法，完成了ABS检测软件、控制软件的设计。课题所完成的汽车防抱死制动控制系统己通过模拟试验台的基本性能试验，结果表明：汽车防抱死制动控制系统的硬件电路设计合理可行，软件所采用的控制策略正确、有效，系统运行稳定可靠，改善了汽车制动系统性能，基本能够满足汽车安全制动的需要。本文对汽车防抱死制动系统进行了数学建模，并在Matlab/Simulink的环境下，对汽车常规制动系统和基于PID控制器的防抱死制动系统的制动过程进行了仿真，通过对比分析，验证了基于PID控制器的汽车防抱

3、死制动系统具有良好的制动性能和方向操纵性。关键词：防抱死制动系统（ABS）；滑移率；控制策略；单片机；建模；仿真；第一章绪论1.1防抱死制动系统概述1.1.1防抱死制动系统的产生108河南理工大学2012届本科毕业设计（论文）当汽车以较高的车速在表面潮湿或有冰雪的路面上紧急制动时，很可能会出现这样一些危险的情况：车尾在制动的过程中偏离行进的方向，严重的时候会出现汽车旋转掉头，汽车失去方向稳定性，这种现象称为侧滑；另一种情况是在制动过程中驾驶员控制不了汽车的行驶方向，即汽车失去方向可操纵性，若在弯道制动，汽车会沿路边滑出或

4、闯入对面车道，即便是直线制动，也会因为失去对方向的控制而无法避让对面的障碍物。产生这些危险状况的原因在于汽车的车轮在制动过程中产生抱死现象，此时，车轮相对于路面的运动不再是滚动，而是滑动，路面作用在轮胎上的侧滑摩擦力和纵向制动力变得很小，路面越滑，车轮越容易出现抱死现象；同时汽车制动的初速度越高，车轮抱死所产生的危险性也越大。这将导致汽车可能会出现下面三种情况：　　①制动距离变长　　②方向稳定性变差，出现侧滑现象，严重时出现旋转掉头　　③方向操纵性丧失，驾驶员不能控制汽车的行驶方向防抱死制动系统ABS（Anti-lock

5、BrakingSystem）是一种主动安全装置，它在制动过程中根据“车辆一路面”状况，采用电子控制方式自动调节车轮的制动力矩来达到防止车轮抱死的目的。即在汽车制动时使车轮的纵向处于附着系数的峰值，同时使其侧向也保持着较高的附着系数，防止车轮抱死滑拖，提高制动过程中的方向稳定性、转向控制能力和缩短制动距离，使制动更为安全有效。随着汽车行驶速度的提高、道路行车密度的增大、以及人们对汽车行驶安全性的要求越来越高，汽车行驶的安全性理所当然是最应受到关注的问题。影响汽车安全性的因素很多，诸如汽车的制动性、操纵性、行驶的稳定性、抵御

6、外界影响（碰撞、擦挂等）的能力等都影响汽车的安全性。统计资料显示，在道路交通事故中，大约10%的事故是由于车辆在制动瞬间偏离预定轨道或甩尾造成的.因此完善制动性能是减少交通事故的重要措施。汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力称为汽车的制动性。汽车的制动性还应包括汽车能在一定坡度的坡道上长时间停车不动的性能.汽车的制动性主要由下列三个方面来评价：１．制动效能在一定车速行驶时，采取制动措施后能使之停下的距离己相应的制动减速制动距离越短，越有利于避免交通事故的发生，它是制动性最基本的评

7、价指标108河南理工大学2012届本科毕业设计（论文）２．制动时汽车的方向稳定性汽车制动时，维持原有的行驶方向，不发生跑偏，侧滑，性能。汽车制动过程中，失去方向稳定性和失去转向控制能力。３．制动效能的恒定性汽车在连续多次制动或涉水后仍具备必要的制动功能的能力，即抗衰退性。抗衰退性是指汽车在繁重工作条件下制动时（如下长坡时长时间连续制动），制动器温度升高后，其制动效能的保持程度。它是设计制动器及选材中必须认真考虑的一个重要问题。以上三项指标中，前两项指标采用ABS装置后，其性能都会有明显的改善和提高，对避免交通事故的发生能

8、起到很好的作用，因此ABS是汽车上十分重要的主动安全装置。1.1.2防抱死制动系统的优点ABS与常规制动系统相比，有以下优点：１．改善制动效能．这是因为在同样紧急制动情况下，ABS系统可以将滑移率控制在20%左右，充分利用纵向峰值附着系数和较大的侧向附着系数，使车轮和地面间产生最大的地面制动力，缩短了制动距离。２．改