汽车电控液压制动系统建模及控制算法研究

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1、—————————————————————汽车电控液压制动系统建模及控制算法研究—————————————————————ResearchonModelingandControlAlgorithmofVehicleEHBSystem作者姓名：郭鹏程领域（方向）：控制工程指导教师：李寿涛副教授类别：工程硕士答辩日期：年月日摘要摘要汽车电控液压制动系统建模及控制算法研究如今，人们的生活与汽车已密不可分，在它带来很多方便的同时，交通安全问题也随之而来。自从汽车进入人们的生活以来，为了预防交通事故的发生，对汽车安全技术的研究就从未停止，在汽车行驶速度的提升下，对汽车主动安全的研究显得更为重要。而

2、汽车制动系统是汽车制动防抱死系统、稳定性控制系统及驱动防滑系统等主动安全控制系统的主要执行机构，因此汽车制动系统一直被人们所重视，而且近年来成为汽车主动安全研究的热点。同时，随着汽车电子科技和汽车控制技术的发展，线控技术被引入到汽车制动系统中，从而诞生了两种新的制动系统：电子液压制动系统（EHB）和电子机械制动系统（EMB）。而电子液压制动系统作为传统制动系统到电子机械制动系统的过渡产品，在电子机械制动系统的安全性问题还未被完全解决时，电子液压制动系统一直是人们研究的重点。本文首先分析了EHB系统的基本组成及其工作原理，并在此基础上建立了EHB系统液压元件的数学模型以及Simulink液

3、压模型。本文利用流体物理学相关理论建立了包括高速电磁阀、蓄能器、制动轮缸和制动管路等描述系统主要液压元件动态性能的数学模型，以此为基础建立了EHB液压系统增压、减压过程的数学模型，并在Simulink中建立了单轮液压制动系统的仿真模型。其次，对轮缸制动压力控制算法进行了研究。本文分别设计了基于BangBang控制和模糊PI控制的轮缸压力控制算法，然后结合两种算法各自的优点设计了基于BangBang-模糊PI控制的轮缸压力控制算法，并进行了仿真实验。通过对实验结果的对比分析验证了BangBang-模糊PI控制器既有BangBang控制器快速响应的优点，又有模糊PI控制器控制精度高、稳定性好

4、的优点，使得轮缸的压力能够较好的跟踪目标压力。然后，本文分析了汽车失稳的原因，并对汽车稳定性控制变量的选择及其名义值的确定等相关问题进行了研究。在此基础上由路面附着系数、方向盘转角速率和车辆车速通过模糊逻辑控制的方法对汽车的稳定状态进行了判定，若汽车失稳，则通过预测控制计算出汽车所需的附加横摆力矩，最后在EHB系统上通过I吉林大学硕士学位论文差动制动的方式实现附加横摆力矩，以实现汽车的稳定性控制。最后，本文在CarSim和Simulink环境下搭建了汽车稳定性联合仿真模型，并对车辆分别进行了三种工况（急转弯、紧急避让和人车路闭环控制）下的仿真实验，每种工况又设计积雨路面和干燥路面的仿真环

5、境。通过对实验数据的分析比较来验证基于预测控制的车辆稳定性控制的有效性和优越性。关键词：EHB系统，车辆稳定性，轮缸压力，BangBang-模糊PI控制，预测控制IIAbstractAbstractResearchonModelingandControlAlgorithmofVehicleEHBSystemNowadays,people'slifeiscloselyconnectedwithvehicles,buttrafficsafetyproblemsfollowedwhileitbringsalotofconvenience.Inordertopreventtheoccurrenc

6、eoftrafficaccidents,thestudyofvehiclesafetytechnologyhasneverstoppedsincethevehiclecameintopeople’slife.Andwiththespeedofvehicleaccelerated,thestudyofvehicleactivesafetyismoreimportant.AndthebrakingsystemisthemainexecutivebodyofthevehicleactivesafetycontrolsystemsuchastheAntilockBrakeSystem,theEl

7、ectronicStabilityProgramandtheAccelerationSlipRegulation.Sothebrakingsystemofvehicleincreasinglybroughttotheattentionofthepeople,andgraduallydevelopedintoahotspotintheresearchoftheapplicationofvehicleactivesafetytechno