电控气压再生制动系统控制策略的研究

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1、电控气压再生制动系统控制策略的研究高帅2015年1月中图分类号：U463.5UDC分类号：629电控气压再生制动系统控制策略的研究作者姓名高帅学院名称机械与车辆学院指导教师王军副教授答辩委员会主席王震坡教授申请学位工学硕士学科专业机械工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年01月StudyonControlStrategyofElectronicControlPneumaticBrakeSystemCandidateName：ShuaiGaoSchoolorDepartment:SchoolofMecha

2、nicalEngineeringFacultyMentor:AssociateProf.JunWangChair,ThesisCommittee：Prof.ZhenpoWangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MechanicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015北京理工大学硕士学位论文电动汽车的突出优点之一是能够实现制动能量回收。由于在电动汽车上引入了

3、再生制动，其制动力分配特性发生了变化，而前、后轮的制动力分配直接影响到汽车制动效能和方向稳定性。如采用传统的固定比例分配摩擦制动力和电机制动力的并行制动系统，则制动控制器只能对电机制动力进行调节，且电机制动力还受到电池SOC等因素的影响，这势必不能将摩擦制动力和再生制动力进行很好的协调，影响了汽车的制动效能和方向稳定性。因此，有必要研究一种新的适用于电动客车上的制动系统。另外，气压制动系统在工作过程中存在制动力的输出延迟，其时延的大小对汽车的制动性能会产生较大影响，严重影响客车在制动过程中的行驶状态。针对以上问题本

4、文主要进行了以下研究工作：（1）首先在传统气压制动系统基础上，设计了一种新型电控气压再生制动系统。介绍了其结构和原理，详细分析了各主要部件的参数特征、性能特点。（2）对电控气压再生制动系统的制动力控制策略进行了研究。分析了再生制动系统中对制动力进行控制的必要性，研究了制动力分配控制的限制因素。结合典型的再生制动系统制动力分配策略，并考虑具体整车参数，制定了适合于电动客车电控气压再生制动系统的制动力控制策略。（3）为了改善气压制动系统的响应滞后现象，本文为基于高速开关阀的气压制动系统设计了模糊自适应PID控制策略并建

5、立了气压制动系统的数学模型以验证气压制动力控制策略。分别在常规PID控制算法和模糊自适应PID控制算法下，对基于高速开关阀的气压制动系统的气压动态响应特性进行仿真，并进行了比较分析。从仿真结果可以看出，与常规PID控制算法相比，模糊自适应PID控制算法使系统的响应时间缩短了0.75s，超调量降低了10%，振荡现象都得到有效控制，使压力响应变得比较平稳且在很大程度上提高了稳态控制精度，稳态误差控制在10Kpa。（4）介绍了前向仿真与后向仿真的基本原理，对各自的优缺点进行了分析，确定了前向仿真作为本文仿真研究的方法。通

6、过对整车及各个系统的理论分析，应用Simulink建模，搭建了整车仿真的整体模型。（5）在介绍了循环工况并选择了仿真评价指标后，对整车在循环工况下的制动进行了仿真。仿真结果表明电控气压再生制动系统的能量回收率在三种工况I北京理工大学硕士学位论文下均高于原车并行再生制动系统的能量回收率，在中国城市典型工况的单个循环工况下，电控气压再生制动系统的能量回收率可以达到28.56%；续驶里程的仿真中，续驶里程贡献率达到37.48%。关键词：再生制动；模糊自适应PID；控制策略；制动力分配；II北京理工大学硕士学位论文ABST

7、RACTOnelectricvehicle,brakingenergyrecoverycanbeimplementedsuccessfully,thisisoneoftheprominentadvantagesoftheelectricvehicle.Astheregenerativebrakingisintroducedonelectricvehicle,thebrakingforcedistributioncharacteristicshavechanged.Thebrakingforcedistributio

8、nbetweenthefrontandtherearwheelsdirectlyaffectsbrakingperformanceandstability.Ifusethetraditionalparallelsystemwhichusefixedproportiontodistributefrictionbrakingforceandmechanismof