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1、第25卷第2期重庆理工大学学报(自然科学)2011年2月Vo.l25No.2JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience)Feb.2011汽车ABS制动压力抖动仿真与控制冯涛,翁建生(南京航空航天大学车辆工程系,南京210016)摘要:建立复杂的非线性ABS系统与四分之一车数学模型,对不同参数下ABS的性能进行仿真,发现在传统控制方式下,ABS的制动压力抖动与滑移率波动存在一定的矛盾性。提出利用PWM方式控制高速电磁阀的开关,实现制动液流量的连续控制方法,有效地防止了汽车制动主缸压力
2、抖动与滑移率的波动,提高了制动舒适性与安全性。关键词:ABS;非线性模型;制动压力抖动;PWM控制中图分类号:U461.1文献标识码:A文章编号:1674-8425(2011)02-0013-07SimulationandControlofBrakePressureVariationinABSofAutomobileFENGTao,WENGJian-sheng(Dept.ofVehicleEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)Abs
3、tract:TheABSsystemwasthemostcommonassistanceinautomobile.Butthedynamicperform-anceofABSwasnotstudiedsufficiently.ThecomplexnonlinearABSandquartervehiclemathemat-icalmodelhadbeenestablished.Thesimulationwasconductedindifferentparameter.Itwasfoundthattherewasaconflictbetweentheb
4、rakepressurevariationandtheslipvariation.AcontrolstrategyusingPWMwasimplementedtothehighspeedsolenoidvalvetoachievethecontinuouscontrolofflow,whicheffectivelyavoidsthevariationofbrakepressureandslipvariationtoimprovethebrakecomfortablenessandsafety.Keywords:ABS;nonlinearmode;l
5、variationofbrakepressure;PWMcontrol车轮防抱死制动系统简称ABS,是基于汽车轮的滑移率在所希望的范围内,最大限度地减小轮胎与路面之间的附着特性而开发的高技术制动制动距离,同时保证车辆的制动稳定性。目前的系统。ABS系统是通过控制制动力的大小保证车ABS系统主要由机械液压元件组成,大部分文献收稿日期:2010-12-08基金项目:国家自然科学基金资助项目(51005115);南京航空航天大学/十一五0研究生人才培养规划项目(KCJS0807)作者简介:冯涛(1986)),男,安徽合肥人,硕士研究生,主要从事车辆系统动
6、力学研究。14重庆理工大学学报[1-5]#资料都是对ABS系统三控制策略进行研究,#VmAmx¤m-Q1+Q3Pm=Bm=Bm(4)VmVm而对其液压机械系统只是用简化的二阶连续模型代替,但实际的ABS系统非常复杂,它的控制是以Vm=V0-xAm(5)电磁阀的开关方式实现,无法实现连续控制,二阶式中:Bm为液压油的等效弹性模量;Q1,Q3分别为模型很难准确地分析各个部件对ABS系统制动的流出制动主缸的液压油流量和返回制动主缸的制影响,无法对实际系统进行细致仿真。本文通过动液的流量;V0为制动主缸的最大体积。对ABS各个元件进行力学与流体力学分析,建
7、立了复杂的非线性ABS系统数学模型,同时建立了四分之一车模型,并基于该模型对制动时的制动压力进行仿真,发现电磁阀只有开与关2种状态,图1制动主缸受力分析开关控制方法会造成制动压力的波动与汽车的抖动,这对于汽车的制动舒适性与安全性都有很大1.4电磁阀影响。进而提出利用PWM方式的PID控制,经过根据流体力学原理,通过电磁阀的液体流仿真分析,发现其能够有效地控制制动压力与滑量为移率的波动。2Q=CdAarea(P1-P2)(6)Q1制动系统数学模型其中:P1,P2为阀两侧的液体压力;Aarea为电磁阀的开口面积;Cd为阀的流量系数。1.2制动踏板Aar
8、ea由控制信号决定,其传递函数为制动踏板相当于一个杠杆,对输入力起放大2作用,Fout与Fin的关系可简化为Aarea=X
