基于模糊pid的车辆abs滑模变结构控制系统研究

《基于模糊pid的车辆abs滑模变结构控制系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文基于模糊PID的车辆ABS滑模变结构控制系统研究摘要车辆防抱死制动系统(antilockbrakesystem,ABS)是一种主动安全装置，能够在车辆制动时自动调节车轮制动力，防止车轮抱死，保证车辆侧向稳定性和转向平稳性，并缩短制动距离，从而取得最佳的制动效果。本文在分析防抱死制动系统基本结构和工作原理的基础上，着重研究了滑模变结构控制方法在ABS系统中的应用，在MATLAB环境中建立ABS滑模变结构为控制模型，并对建立的模糊PID-控制器在特定条件下的推导结果进行了分析，进而分别在高、低附着系数

2、路面上对有无ABS控制方法进行了详细的仿真研究。具体完成工作如下：（1）对车轮制动过程的受力状态，制动力与附着力的关系，制动阶段附着系数与滑移率关系，防抱死制动机理与工作过程四个方面进行综合分析，并在此基础上，考虑滑模变结构控制策略属于非线性控制的特点，给出了滑模变结构系统控制过程的数学模型。（2）以H.B.Pacejka模型作为基础，建立车轮制动模型。对车辆ABS系统的控制器进行建模设计，基于MATLAB/SIMULINK平台，给出了单轮车辆子系统模型，轮胎子系统模型，制动子系统模I万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文型和滑移率计算子系统

3、模型的ABS系统的各子系统模块。（3）在对车辆制动控制器设计的基础上，建立了ABS系统的模糊PID控制器仿真模型和PID子系统模型。对有无ABS系统分别开展了仿真研究，得到：未装ABS系统的车辆进行高速制动时易发生车轮抱死问题，并且需要更长的制动距离与制动时间。在40km/h初速度下进行高附着路面制动时，需29.4m的制动距离，低附着系数路面制动距离增加到63.52m。（4）在MATLAB仿真平台对车辆进行了不同制动强度和不同工况的车辆制动分析。在车速降至25km/h之前，车辆前轮和后轮的滑移率十分接近，基本维持在1.6%左右。制动过程的最后

4、2s，车速较低，滑移率的波动较大。在高-低附路面上，模糊PID控制制动明显好于常规制动和ABS滑模制动，尤其针对一些特殊工况模糊PID控制系统具有更广泛的适用范围。（5）设计了基于TMS320F2812数字信号处理器的实验系统，通过测试得到了沥青路面和低洼路面上不同的车辆负载制动实验结果，通过分析车速和车轮随时间的变化，得到基于模糊PID算法控制ABS滑模控制器可以达到优异控制性能。关键词：ABS，滑模变结构，模糊PID，控制系统II万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文ResearchOnControlSystemofAutomobileA

5、BSSlidingModeVariableStructureBasedonFuzzyPIDABSTRACTTheantilockbrakesystem(ABS)isanactivesafetydevice,Itcanadjustthewheelbrakingforcewhenthevehicleisbrakedtopreventthewheelfromlocking.What’smore,ensuringlateralstabilityandsteeringstability.Whileshorteningthebrakingdistance

6、toachievethebestbrakingeffect.Basedontheanalysisofthefundamentalstructureandworkingprincipleofanti-lockbrakingsystem,thispaperfocusesontheapplicationofslidingmodevariablestructurecontrolmethodinABSsystem.Furthermore,buildingABSslidingmodevariablestructureforthecontrolmodeli

7、ntheMATLAB,andanalyzingthefuzzyPIDcontrollerundercertainconditions.Finally,whethertheABScontrolmethodforadetailedsimulationstudywiththehighandlowadhesioncoefficientontheroad.Specificworkisdoneasfollows:(1)Basedontherelationshipbetweenthebrakingforceofthewheelbrakingprocess,

8、thebrakingforceandtheadhesionforce,theadhesioncoefficientofthebrakingphaseandthesl