基于MATLAB_Simulink的ABS仿真

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1、基于MATLAB/Simulink的ABS仿真研究摘要：为了研究ABS的制动过程，本文在分析汽车制动防抱死系统(ABS)工作原理的基础上，在MATLAB/Simulink环境下构建ABS动力学模型进行仿真实验，研究ABS对整车性能的影响，并绘制相关参数仿真曲线进行分析研究。结果表明，ABS装置对车辆制动性能有较大影响。关键词：仿真；ABS；MATLAB/Simulink；车辆动力学模型SimulationStudyoftheAnti-LockBrakingSystembasedonMATLAB/SimulinkAbstract:InordertostudytheAB

2、Sbrakingprocess,thispaperanalyzedtheworkingprincipleofABS,builtABSvehicledynamicmodelwithMATLAB/Simulinkmethodstomakesimulationexperiment,researchedtheinfluenceofvehicleperformancecausedbyABSandresearchedtherelevantparametersstimulationcurve.TheresultshowsthattheABShasagreatimpactonveh

3、iclebrakingperformance.Keywords:stimulation；ABS；MATLAB/Simulink；vehicledynamicmodel0.引言ABS(Anti-lockBrakingSystem)，即车辆防抱死制动系统，是一种主动安全装置，它能够缩短汽车制动距离，增加汽车制动时的方向稳定性，减少汽车制动过程中的侧滑现象，提高汽车制动时的安全性能，减少交通事故的发生，已成为当今车辆的必备装置。近年来，我国先后出台了相关法律法规和行业标准，强制要求客车和货车安装ABS装置。传统ABS检验主要依靠装车道路实验，需要耗费大量人力、物力、财力和

4、时间，效率低下且成本较高。随着计算机技术的不断更新和发展，为ABS的仿真研究提供了可能。在车辆动力学基础上构建ABS仿真模块，对其性能进行研究分析成为一种行之有效的手段。本文便是在MATLAB/Simulink基础上构建ABS车辆动力学模型，进行仿真实验和分析。1.MATLB/Simulink简介MATLAB是由美国mathworks公司开发的主要面对科学计算、可视化及交互式程序设计的一种计算环境软件。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境下，为科研、工程设计及其他众多科学领域全面有效的数值计算

5、提供解决方案，代表了当今科学计算软件的先进水平。MATLAB可以进行数值计算、矩阵运算、绘制函数、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。Simulink是MATLAB的最重要组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，只需简单的操作即可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。本次研究便是在MA

6、TLAB/Simulink环境下构建ABS模块进行后续分析研究的。0.ABS原理0.1ABS的组成ABS通常由轮速传感器、制动压力调节装置、电子控制单元ECU组成。其系统示意图见图1。图1ABS组成系统示意图其中，轮速传感器用于检测车轮的转速，并将转速信号输入ECU。制动压力调节装置安装有电磁阀，由ECU控制电磁阀的通电和断电以控制不同油路通断进而调节制动力的大小。ECU包括输入电路、输出电路、电源电路、安全检测电路、主控单片机和监控单片机，主要用于接收轮速传感器及其他传感器输入信号，进行放大、计算、比较，并按照特定的控制逻辑，分析判断后输出控制指令，控制制动压力调

7、节装置进行压力调节。0.2ABS的基本工作原理汽车制动时，当附着力对车轮产生的转矩不足以克服制动器所产生的制动转矩时，车轮就会发生制动抱死。此时，如果汽车还未完全制动到停车，车轮就会在路面上产生滑移现象。汽车在高速行驶时车轮被制动抱死将会对汽车行驶安全性造成一系列不良影响。充分合理地利用轮胎与路面间的附着力，可以使车辆在制动过程获得良好的行驶性能，附着力的数学表达式为：式中，—附着力，—垂直载荷，—附着系数。在汽车制动过程中，轮胎与路面间的垂直载荷和附着系数会随很多因素而变化。车轮在其滚动平面内相对于路面有滚动和滑动两种运动形式，为表征滚动成分在车轮运动所占比例