汽车制动压力的切换PI控制方法研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com．基础研究·汽车制动压力的切换PI控制方法研究★唐家栋1刘志远1魏文若2张永生2(1．哈尔滨工业大学；2．中国第一汽车股份有限公司技术中心)【摘要】针对应用流量阀的汽车制动压力系统液压控制精度问题．建立了流量阀液压制动系统模型．在此基础上设计了一种切换PI控制器．并采用相平面方法分析了闭环系统的收敛性和控制参数对压力调节性能的影响仿真和试验结果表明．所设计的切换PI控制器能够满足液压压力的跟踪控制要求主题词：液压制动流量阀Pl控制中图分类号：U463．52+1文献标识码：A文章编号：1000—370

2、3(2014)03—0024—07ResearchonSwitchingPIControlMethodf0rAutomobileBrakingPressureTangJiadong。，LiuZhiyuan‘，WeiWenmo，ZhangYongshengz(1．HarbinInstituteofTechnology；2．ChinaFAWCo．，LtdR&DCenter)【Abstract]Toimprovecontrolprevisionofautomotivehydraulicbrakingpressuresystemwithflo

3、wvalves，weconstructaflowvalvehydraulicbrakingsystemmodel，anddesignaswitchingPIcontroller，thenemployphase—planemethodtoanalyzetheconvergenceoftheclosedloopsystemandtheinfluencethatthecontrolparametersmakeontheperformanceofthepressurecontro1．Bothsimulationandexperimentalr

4、esultsshowthatthedevelopedSwitchingPIcontrollercanmeettherequirementsofthehydraulicpressuretrackingcontro1．Keywords：Hydraulicbraking，Flowvalve，PIcontrol和性能分析以及参数匹配带来困难。为此，根据文1前言献[4]建立的液压制动系统模型，设计了一种切换PI为提高汽车液压制动系统的压力控制精度．近控制器．并通过仿真和试验检验了该控制器控制方年来，采用开关阀作为出液阀、流量阀作为进液阀的法的可

5、行性和有效性。液压控制单元(HydraulicControlUnit，HCU)得到了2流量阀液压制动系统模型应用这种HCU在保证有效减压的同时可提高增压控制的精度IlI21流量阀的控制方式与开关阀的控制图1为单个车轮制动回路的液压制动系统结方式不同．早期开发的开关阀压力控制方法无法直构．其中增压阀和减压阀均为流量阀。制动过程中，接应用于流量阀控制．使得基于流量阀的制动系统电机驱动泵将制动液压人蓄能器作为压力源．增压压力控制方法需要重新设计通常，汽车制动系统时制动液由增压阀进入轮缸．减压时由减压阀释放应用的流量阀的输人为PWM信号。输出

6、为流量。但制动液因此，轮缸液压调节是通过增压、减压两种流量阀的输出流量与输入PWM信号之间的动态关控制模式之间的切换实现的。系难以用机理方法获得。为此，文献『3]在试验测试基础上建立了增压和减压数表模型．用于液压变化率的开环控制；文献『41则在机理模型分析和试验测试基础上，分别建立了增压和减压模型，并通过仿真与试验的对比验证了模型的有效性文献『3，41表明，汽车制动控制中的增压、减压图1单个车轮制动回路的液压制动系统结构示意调节使得制动系统具有切换特性．这给控制器设计以增压为例建立制动系统的动力学模型。根据基金项目：国家863计划项目

7、资助(2012AA110903)。一24一汽车技术学兔兔www.xuetutu.com·基础研究·伯努利流量方程可得进液量ql计算式为：式中，AP=P-Po．Po为大气压强增压模型和减压模型方程组中的式(8a)和式qi=cdAVpAp(1)(9a)为饱和模式，表明流量阀开启到最大时压力变zlP=P-P(2)化率只与压力差有关；式(8b)和式(9b)为可调模式中，C为流量系数；为流量阀节流口的面积；JD式．即可通过调节控制量U来调节液压压力的变化为制动液密度：ZIP为流量阀两端压差；P为轮缸压率，实现对压力的控制；式(8c)和式(9c)

8、为截止模力；为蓄能器压力，正常情况下被设定在一个式，即控制量低于一定值后流量阀关断。式(8)和小范围内，为便于分析，假定Pm为常值。式(9)表明制动系统具有多模型特性．而由增压模式(式(8))切换到减压模式(式(9))又