解耦式电动制动助力器的控制研究

《解耦式电动制动助力器的控制研究》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、工程硕士学位论文解耦式电动制动助力器的控制研究作者姓名皮志刚工程领域车辆工程校内指导教师赵克刚副教授校外指导教师周斯加讲师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年4月ResearchonControlofDecouplingElectricBrakeBoosterADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：PiZhigangSupervisor：AssoProf.ZhaoKegangSouthChinaUniversityofTec

2、hnologyGuangzhou,China分类号：U463.55学校代号：10561学号：201521003321华南理工大学硕士学位论文解耦式电动制动助力器的控制研究作者姓名：皮志刚指导教师姓名、职称：赵克刚、副教授校外导师姓名、职称：周斯加、讲师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：车辆工程论文形式：□产品研发□工程设计□√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：汽车系统动力学论文提交日期：2018年4月15日论文答辩日期：2018年5月29日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答

3、辩委员会成员：主席：李礼夫（教授）委员：汪席文（高级工程师）、姜立标（副教授）、曲杰（副教授）、石柏军（副教授）摘要汽车电子化和智能化是未来汽车工业技术的主要发展方向，这一趋势对具有主动制动功能的制动助力系统提出了日益增大的需求。其中，解耦式电动制动助力器由于制动踏板与制动主缸无机械连接关系，作用力互不影响，具有更高的踏板感觉调节度，并且排除了非解耦式系统存在的泄压阀失控引起的制动失效的风险，具有更高的制动可靠性。本文提出了一种带失效保护的完全解耦型电动制动助力器解决方案。以此为研究对象，着重在解耦

4、式电动制动助力器的整体方案设计与机构建模、机构参数与控制器硬件设计、系统控制算法、系统仿真和实验验证等方面，开展如下研究工作：（1）围绕电动制动助力器解耦式结构，提出了解决常规制动需求、保持真空助力器踏板感觉等设计要求，设计了一种在踏板推杆与主缸推杆留有间隙的解耦方案，该方案由踏板感觉反馈机构、无刷直流电机、少齿差减速器及齿条传动机构、制动主缸等主要部分组成，具有非解耦式的紧凑结构和可靠的人力备份制动功能。对其主要组成机构和液压制动系统建立了动力学模型，并在AMESim中搭建了对应的仿真模型。（2）

5、通过汽车制动统计实验得到的常规制动数据以及真空助力器助力测试提取的助力特性，确定了解耦式电动制动助力器实现踏板位置跟随控制的控制目标，设计并选取了电机、主缸、传动机构、踏板弹簧具体参数。建立了整车仿真模型并进行参数验证，并通过了机动车制动协调时间校验。在系统结构三维建模的基础上，制作了原理样机。根据系统控制需求和汽车级规定，设计了由电源保护、最小系统、电机驱动电路、CAN及SPI通讯电路等组成的控制器硬件电路。（3）提出了解耦式电动制动助力器控制算法。采用决策树的制动意图识别算法可以有效识别出驾驶员

6、的三种制动意图，设计了基于滑模变结构的踏板位置跟随控制算法，控制电机驱动主缸推杆快速跟随依据制动意图进行间隙补偿的踏板目标位移，构建了矢量控制的电机底层控制算法，具有稳定和较高精度的电机转矩控制性能。（4）在AMESim仿真软件中进行了解耦式电动制动助力器性能仿真，在当前设计参数下，制动助力特性仿真结果表明，解耦式电动制动助力器取得了与真空助力器类似的助力特性；踏板位置跟随性能仿真结果表明，可以实现常规制动下优异的踏板位置跟随效果。在制动实验平台上进行了解耦式电动制动助力器踏板位置跟随实验和人力备份

7、I实验，表明样机系统在保持了解耦结构的同时具有较好的踏板位置跟随效果，并具有有效的人力备份制动功能，验证了本文所提出的解耦式电动制动助力器解决方案可行性。关键词：解耦式电动制动助力器；制动意图识别；滑模变结构控制；踏板位置跟随IIAbstractElectricandIntelligenceofvehiclesarethemaindirectionofdevelopmentoftheautomotiveindustryinthefutureforalongtime,thistrendputsforw

8、ardtheincreasingdemandforthebrakingassistsystemwithactivebrakingfunction.Amongthem,becausethereisnomechanicalconnectionbetweenthebrakepedalandthemaincylinderofthebrake,andtheforcebetweenthemisnotaffected,thedecouplingelectricbrakebooste