基于Simscape的车辆ABS建模与仿真研究.pdf

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1、第30卷第9期计算机仿真2013年9月文章编号：1006—9348(2013)09—0148—05基于Simscape的车辆ABS建模与仿真研究刘迎澍，刘建才(天津大学电气与自动化工程学院，天津300072)摘要：关于车辆ABS系统建模优化问题，传统的建模方法缺少具体的车辆组件模型和完善的物理系统模型，且纯数学理论模型较晦涩和理想化。为解决上述问题，提出一种基于Simscape的物理系统建模方法，可以支持不同类型物理系统的复杂过程的混合建模和仿真，比传统模型更具物理性和更切合实际情况，且构建的车辆组件模

2、型具有独立性和通用性。为验证物理系统模型的正确性和真实性，针对干沥青、湿泥土和积雪三种路面条件的刹车过程进行了仿真研究。仿真结果表明，利用Simscape搭建的物理模型是真实可靠的，更有利于对ABS系统高效快捷地开展相关的动力学分析。关键词：车辆防抱死系统；建模与仿真；车辆组件模型；液压制动；轮速传感器中圈分类号：TP391．9文献标识码：BModelingandSimulationofVehicleAnti-LockBrakingSystemBasedonMatlab／SimscapeUUYing—s

3、hu．LIUJian—cai(ElectricalandAutomationEngineeringInstituteofTianjinUniversity，Tianjin300072，China)ABSTRACT：FormodelingandsimulationofvehicleABSsystem，thereisthelackofspecificcomponentsoftheve—hiclemodelandthecompletephysicalsystemmodel，andpuremathematics

4、theorymodelisobscureandidealization．Inordertotackletheseproblems，thisarticleproposedaphysicalsystemmodelingmethodbasedonsimulationtoolSimscape，whichismorereasonableforpracticalconditionsthantraditionalmodels，sinceitisahybridmodelingandsimulationofcomplic

5、atedprocesssupposingdifferenttypesofphysicalsystem．Inaddition，thevehiclecomponentmodelbuiltbythisnewmethodhasgreatindependenceanduniversality．Onthatbasis，thebrakeprocessWasstudiedbysimulationforthreekindsofgroundconditionsofdryasphalt，mudandsnow．Thesimul

6、ationresultsshowthatthesystembasedonSimscapeismoreclosetotherealphysicalmodelandusefulinc口,-ryingoutrelateddynamicsanalysisforABSsystem．KEYWORDS：ABS；Modelingandsimulation；Vehiclecomponentmodel；Hydraulicbraking；Wheelspeedsensor1引言现有的针对车辆ABS系统所开展的仿真研究，其仿真模

7、型主要是根据相应的数学方程来搭建的。这种基于数学建模的方式存在一定的局限性，一方面由于研究对象或应用环境中的某些特征难以用数学公式来准确描述；二是由于传统的simulink工具箱只提供各类基于简单数学方程所构建的仿真模块，没有提供不同专业仿真研究所需的各类模型组件(如电机绕组、齿轮、油泵、液压缸等)¨“。可见，单纯依靠simulink所提供的这些简单模块，要想开展大型、综合性的专业仿真研究，所面临的主要问题在于：1)对于较复杂的研究对象，基于简单数学公式的模型不能准确描述模型系统的特性，因而通常会在建模

8、过程中将这些因收稿日期：2012—10—10修回日期：2012—12—18．--——148．．-——素忽略或近似表达，最终导致仿真的结果趋于理想化；2)需要耗费大量时间来搭建结构复杂的仿真模型，而且对搭建模型的研究人员也提出了很高的专业要求。因此，各专业的研究人员都非常需要专业性更强、功能更丰富的仿真平台，来开展更具针对性或综合性的仿真研究。面向这一需要，Mathworks公司于2009年推出了基于物理系统模型的多学科综合性建模及仿真平台S