基于PID控制的防抱死制动系统的仿真研究.pdf

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1、测试试验AuToMoBI蘑僦甍cHNoLoGYi：；；年要缨10．16638／j．cnki．167卜7988．2017．04．050基于PlD控制的防抱死制动系统的仿真研究王甜甜，王璺，马权铄(长安大学，陕西西安710064)摘要：使车辆在尽可能短的距离内制动但是又不丧失转向操纵能力和方向稳定性是主动安全性的要求【11。ABS能保证车辆的制动性和稳定性，进一步改善了车辆和成员的安全。文章使用s咖ulink对汽车进行了PD控制下的仿真，得出仿真曲线，证明了ABS具有良好的制动性能。关键词：ABS；PlD；仿真

2、中图分类号：U463．55文献标识码：A文章编号：1671—7988(2017)04—148—03ThesimulatiOnofanti—lockbrakingsystembasedonPIDcontrol毗mgTi觚tiall，撇lngzhao，MaQ啪shuo(Chang’anUniversity，ShaarI】(iXi’all710064)Abstract：nistllerequirementsofactivesaf．ctymatmakethevehiclebral【cwiminmeshonestdi

3、stallce，but谢moutlossofstee血gconn．olabilityaIlddirectionstability．ABScanguarameetllebrakingandstabilityofmevehicle，锄d缸tllerimprovetllesa做yoftllevehicleaIldt11emeInbers血t11ispaper，usingsimulilll【siIIlulationu11derPDcon仃olofmec甄卸dmes妇ulationcun，eisobtained，wt

4、lichprovesthattheABShasgoodbral(iIlgpe蜘ance．Keywords：ABS；Pm；SiInulati蚰CLCNo．：U463．55Do伽mentCode：AAr6cleID：1671—7988(2017)04-148—031、防抱死制动系统的原理及PID控制防抱死制动系统(ABS)由轮速传感器、电控单元(ECU)和执行器三部分组成。其对轮缸油压的控制主要分为四个过程：常规制动过程，轮缸减压过程、轮缸保压过程和轮缸增压过程。轮速传感器将检测到的车轮转速信号传给ECu，Ec

5、u根据车辆的行驶速度计算出车轮的滑移率，与最佳滑移率进行比较，并将相应的控制指令发送给制动压力调节器。制动压力调节系统对管路油压进行调节，使滑移率在最佳范围内变动，提高车辆制动时操作稳定性和行驶安全性，并且最大限度的利用地面附着力[2】。PD控制是一种由比例、积分、微分三种控制组合成的控制器，是连续系统中技术成熟、应用广泛的一种控制器。控制器的输入量是模型参考的输入量“t)与系统的实际输出作者简介：王甜甜，就读于长安大学。量y(t)之间的差值e(t)：e0)=，(f)一yO)(1)Pm控制器的输出量u(t)

6、与输入量之间的关系如式(2)所示：砸)=叫卅t胁)加+髟警(2)“(f)。巧e(f)+tL烈r)加+髟二茅(2)其中Kp为比例系数，砥为积分系数，Kd为微分系数。本文根据ABS的动态特性，利用仿真的方法确定％、K、杨的值。2、建ABS仿真模型2．1车辆动力学模型本文采用单轮模型，忽略空气阻力与车轮滚动阻力，不考虑汽车横向运动。可列出如下微分方程。系统运动方程如下：149汽车实用技术2017年第4期车辆运动方程：彬=一F(3)车轮运动方程：m=瑚一瓦(4)车辆纵向摩擦力：F=∥(5)式中：M为1／4车辆质量(

7、蚝)；v为车辆行驶速度(m／S)；F为地面对车轮的阻力(N)；I为车轮转动惯量(堙·坍2)：w为车轮转动角速度(阳挑)：R为车轮半径(m)；Tb为制动器制动力矩(Ⅳ·m)；∥为轮胎附着系数，N为地面支持力。建立的车辆动力学模型如图l所示，输入为纵向附着系数和制动力矩，输出为车辆速度和车轮转速。r

8、¨一一；⋯、一i。?。+．j1一。，：一{’r-r，“-一i～’_ij，i．、一}。，墒LJnL—l图1车辆动力学仿真模型2．2轮胎模型本文采用“魔术公式”来仿真轮胎模型。“魔术公式”是由Paceika教授提出的，

9、用一套形式相同的公式来表达轮胎的纵向力、侧向力、回正力矩、翻转力矩、阻力矩以及纵向力、横向力的联合作用工况【31。“魔术公式”的表达形式为：∥(S)=BsiIl【C蝴{傩一E(D．S一盯ctaIl(傩)))】(6)其中：D为峰值因子，C为曲线形状因子。B为刚度因子，E为曲线曲率因子【4】。∥(J)为附着系数，S为滑移率。可以通过改变B、c、D、E这些与路面有关的常数来仿真不同路面的附着系数。用s{mul{nk得到