一种新型ABS控制策略的仿真研究

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1、系统仿真学报Vol.16No.7•1612•JOURNALOFSYSTEMSIMULATIONJuly2004一种新型ABS控制策略的仿真研究马瑾，王纪森，何长安（西北工业大学自动化学院，陕西西安710072）摘要：提出了一种依据刹车力矩增量和附着力矩增量的关系确定刹车力矩从而保证ABS工作在最优点的自寻优方法，该方法用于控制的刹车力矩是由当前时刻的刹车力矩、一个正弦信号和一个阻尼项组成。将这一控制策略用于单轮汽车模型，在不同路面状况下进行的计算机仿真验证了该控制策略在ABS应用中的可行性和有效性。关键词：计算机仿真；防抱制动系统；滑移率；

2、自寻优控制；文章编号：1004-731X(2004)07-1612-03中图分类号：U463文献标识码：ASimulationResearchonaNewABSControlMethod123MAJin,WANGJi-sen,HEChang-an(InstituteofAutomation,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China)Abstract：Thispaperproposesaself-optimizingmethodtochangelockingphenomenao

3、fautomobilesaccordingtotherelationshipbetweentorqueincrementofbrakingandtorqueincrementoffriction.Thebrakingtorqueappliedincontrollingofthemethodiscomposedofthecurrentbrakingtorque,asinusoidaltorqueanddampingtorque.Weappliedthecontrolpolicytosingle-wheelmodel.Underthediffe

4、rentroadconditions,thefeasibilityandreliabilityofthecontrolpolicywereverifiedinABSapplicationsbycomputersimulation.Keywords：computersimulation;anti-lockbrakingsystem;sliprate;self-optimizingcontrol;引言1自寻优方法采用的是连续“理解”和连续“测量”的原理，控制设计时不需要有关控制系统性质的确切知识。将此汽车防抱制动系统（ABS）的目的是通过调节制

5、动压力原理用于ABS控制中，不需人为的给定限制值，系统可以使汽车在刹车时既能防止车轮抱死所产生的侧滑、甩尾等现针对不同的路况，自动搜寻到不同的最佳滑移率点并使ABS象又能使汽车达到最佳的制动效果。因此，ABS的主要任保持在最佳滑移率点附近工作。这样系统即能在安全范围内务是搜寻到汽车制动的最佳滑移率点并且使汽车在制动过工作，又能充分的利用路况特性，从而达到最佳制动效果。程中始终围绕在最佳滑移率点附近工作。ABS控制系统的配合该控制方法，在实际的ABS中采用比例阀和电磁阀联关键是它的鲁棒性，除传统的逻辑门限方法是以比较为手段合控制。另外，该方法

6、的控制计算需要上一拍的刹车力矩值，之外，增益调度PID控制、变结构控制和模糊控制是目前所所以系统中应配置一个压力传感器。采用的以滑移率为目标的鲁棒控制系统。另外，也有采用其它的控制方法，如基于状态空间及线性反馈理论的方法，模1自寻优算法糊神经网络控制系统等。各种控制方法并不是单独应用在汽一般地，如果系统中有一个最佳工作点x0，输出函数在车上，通常是几种控制方法组合起来实施以达到更好的控制输入x0的地方有一个极大值y0就可以使用自寻优方法。自效果。寻优方法就是根据系统输入变化量和输出变化量的关系重目前国内外生产的ABS产品大多采用逻辑门限值控

7、制复地进行周期性搜索过程，最终找到最优点x0，并保持在这策略，但其门限值是经过多次试验获得的，对路面的适应性一点附近工作。常见的自寻优搜索方法有试探输入法、连续比较差，而且不能充分利用路面的特性。就如何使ABS自策动输入法、自动保持最高点方法、步进探测自寻优方法和[1]动搜寻到汽车制动的最佳滑移率点的问题本文提出了一种斐波那契分段法等。应用于ABS的自寻优策略。汽车在刹车时，路面纵向附着系数与滑移率的关系一般为非线性，如图1粗虚线所示，将其分段线性化，如图1中实线所示。收稿日期：2003-10-27修回日期：2004-01-12基金项目：2

8、003年陕西省科技厅攻关项目(2002K08-G5)，2002－2003ABS的控制原理是通过控制刹车力矩Tb使轮胎在最大年西北工业大学本科毕业设计重点扶持项目(030922)附