汽车防抱死制动系统模糊pid控制算法研究(附件)【字数：10165】
摘 要汽车防抱死系统（ABS）电子控制技术发展过程中的产物，其作为汽车的主动安全装置，将汽车的主动安全性有效的改善了，并且受到人们的欢迎。为了提高汽车的制动性能，汽车防抱死系统（ABS）可以最大限度地防止车轮完全抱死而引起的打滑，从以往汽车控制性能不稳定和系统响应速度慢等问题来对汽车防抱死制动系统进行优化。为了制动控制性能最大化，参考值选用期望滑移率，经过模糊PID控制，制动压力变化量作为输出量，对制动力进行调节，再结合实际滑移率，来控制车辆轮胎的转速,使滑移率围绕期望滑移率上下波动。其中的核心当属模糊PID控制器。整个仿真的过程以滑移率的误差和误差变化率作为输入值，将其模糊化，根据数据库和规则库的模糊推理产生一个模糊值，经过反模糊化后还要通过PID（比例控制、积分控制、微分控制）控制模型产生输出值，而这个输出值就是制动压力变化量。而要实现这一过程,需要借助载体来进行仿真,首先我们需要建立相应的子系统数学模型,本文建立了能够实现制动仿真的单轮车辆模型,以及滑移率莫数学模型和滑移率与附着系数的双线性模型，再选用Matlab/simulink来进行系统仿真。仿真结果表明，车辆的制动性能明显提高，制动距离变短，并且模糊PID使系统更加稳定、快速，显著减少系统误差。
目 录
第一章 绪论 1
1.1我国汽车防抱死的发展情况 1
1.2论文研究的目的和意义 2
第二章 汽车制动防抱死系统组成与基本原理 3
2.1汽车ABS的组成 3
2.1.1车辆轮速传感器 3
2.1.2电子控制器 4
2.1.3制动压力调节器 4
2.2汽车ABS的控制原理 4
2.2.1汽车制动时车轮受力分析 4
2.2.2车轮滑移率/ 6
2.2.3滑移率/与附着系数/的关系 7
第三章 汽车制动动力学建模 9
3.1单轮车辆制动动力学模型 9
3.2轮胎模型 10
3.3 车辆制动系统模型 11
第四章 汽车制动系统的Matlab/Simulink模型仿真 12
4.1单轮车辆子系统仿真模型 12< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 4.3轮胎子系统仿真模型 13
4.4滑移率子系统仿真模型 14
4.5无ABS单轮车辆制动模型仿真 15
第五章 模糊PID控制算法研究 16
5.1 PID控制算法 16
5.2模糊控制算法以及控制器的组成 17
5.3 ABS模糊PID控制系统的设计 18
5.3.1控制系统结构设计 18
5.3.2模糊PID控制器参数的模糊推理调整 19
5.4 ABS模糊PID控制系统仿真 23
总结与展望 26
致 谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
车辆的制动系统从汽车产生时就是人热门话题，它的性能好坏直接牵扯到驾驶人的生命。交通时代额发生不过于汽车与汽车相撞，汽车与其他物体相撞等，原因有很多，其中驾驶人猛踩刹车，使车轮抱死发生侧滑、甩尾和方向失去稳定性等的情况尤为突出，大约有10%左右的交通事故都是由车轮抱死所导致的。
随着科学技术的发展，汽车技术也得到一定的发展，就导致了人们对汽车安全性的要求越来越高。ABS作为一种主动安全装置受到人们的追捧。ABS是保持车辆稳定性和转向操纵方向的装置，可以在紧急制动情况下最大限度地减少车辆制动距离，已广泛应用于各种车辆。目前汽车防抱死制动系统的控制方法是很有限的，而且这些控制方法一直制约着控制性能，比较出名的控制方法如模糊控制或PID控制法，但它们的控制性能一直不尽人意。固定滑移率的方法是过去比较常用的，但在路况不断变化的情况下，很难保证系统不会出现比较大的误差。为了解决这两个问题，本文将PID控制策略的优点引入到模糊控制器中，结合了模糊控制和PID控制的优点，来研究模糊PID汽车防抱死系统控制算法，，这将有助于将模糊控制器的动态和静态性能进行改善，同时使用模糊理论对在线PID参数进行较正，使系统更加稳定，响应速度更快。
仿真结果表明，这种方法得到更好的控制效果，并且和以前的控制结果相比，制动性能有了一些提高。
为了获得最佳的制动性能，采用汽车防抱死系统（ABS）可以达到这个目标，ABS具有防止车轮制动时抱死的功能。ABS通过控制制动力矩，获得较大的减速度，而且具有很强的防侧滑能力，控制车轮的滑移率,使它围绕最佳滑移率上下波动，车轮具有良好的纵向附着力在制动过程中，ABS是一种可以提高制动减速度，缩短制动距离，防止车轮制动抱死，提高汽车制动器的安全性能，有效提高车辆稳定性和转向机动性，目前在汽车行业已被广泛应用。
1.1我国汽车防抱死的发展情况
我国的ABS研究始于上世纪80年代初，国家“九五”科技项目也纳入了ABS
研究项目，但并没有实现大批量生产。目前,中国的ABS研究已经成为许多高校,科研单位和制造商的热门话题,并且对加速发展研究和技术引进步伐都在不断加快。国内的一些研究机构如上海汽车制动系统有限公司、东风汽车公司、重庆公路研究所、陕西兴平514工厂、华南理工大学汽车系、济南成军、电子科技公司、清华大学、长安大学和吉林大学等在汽车ABS控制研究方面工作开始较晚,与发达国家相比技术水平还是比较落后的,我国的水平远未到达批量生产阶段,只是停留在发展阶段和试验阶段,很多汽车仍在使用进口产品。
1.2论文研究的目的和意义
随着中国经济迅速发展，汽车普及率越来越高，大城市的汽车数量不用多说，就连农村也开始家家户户一辆汽车，汽车逐渐成为人们的日常交通工具。而汽车安全性也也受到人们的关注，汽车的制动系统成为热门，热门话题。现在ABS 也逐渐成为汽车的标配，国外车辆大都装有车辆防抱死装置，但是只有少部分国产车配有ABS，这使得交通事故的发生率明显提高，所以国产车装备防抱死系统的已势在必行。国家早已颁发法规，要求ABS成为国产车的标配，ABS研发在中国有一个巨大的潜在市场。综上所述，本文选取《汽车防抱死制动系统模糊PID控制算法研究》的意义重大。
第二章 汽车制动防抱死系统组成与基本原理
2.1汽车ABS的组成
ABS防抱死系统一般由车辆轮速传感器、电子控制器和制动压力调节器这三个部分组成。图21为ABS系统组成原理图。
目 录
第一章 绪论 1
1.1我国汽车防抱死的发展情况 1
1.2论文研究的目的和意义 2
第二章 汽车制动防抱死系统组成与基本原理 3
2.1汽车ABS的组成 3
2.1.1车辆轮速传感器 3
2.1.2电子控制器 4
2.1.3制动压力调节器 4
2.2汽车ABS的控制原理 4
2.2.1汽车制动时车轮受力分析 4
2.2.2车轮滑移率/ 6
2.2.3滑移率/与附着系数/的关系 7
第三章 汽车制动动力学建模 9
3.1单轮车辆制动动力学模型 9
3.2轮胎模型 10
3.3 车辆制动系统模型 11
第四章 汽车制动系统的Matlab/Simulink模型仿真 12
4.1单轮车辆子系统仿真模型 12< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 4.3轮胎子系统仿真模型 13
4.4滑移率子系统仿真模型 14
4.5无ABS单轮车辆制动模型仿真 15
第五章 模糊PID控制算法研究 16
5.1 PID控制算法 16
5.2模糊控制算法以及控制器的组成 17
5.3 ABS模糊PID控制系统的设计 18
5.3.1控制系统结构设计 18
5.3.2模糊PID控制器参数的模糊推理调整 19
5.4 ABS模糊PID控制系统仿真 23
总结与展望 26
致 谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
车辆的制动系统从汽车产生时就是人热门话题，它的性能好坏直接牵扯到驾驶人的生命。交通时代额发生不过于汽车与汽车相撞，汽车与其他物体相撞等，原因有很多，其中驾驶人猛踩刹车，使车轮抱死发生侧滑、甩尾和方向失去稳定性等的情况尤为突出，大约有10%左右的交通事故都是由车轮抱死所导致的。
随着科学技术的发展，汽车技术也得到一定的发展，就导致了人们对汽车安全性的要求越来越高。ABS作为一种主动安全装置受到人们的追捧。ABS是保持车辆稳定性和转向操纵方向的装置，可以在紧急制动情况下最大限度地减少车辆制动距离，已广泛应用于各种车辆。目前汽车防抱死制动系统的控制方法是很有限的，而且这些控制方法一直制约着控制性能，比较出名的控制方法如模糊控制或PID控制法，但它们的控制性能一直不尽人意。固定滑移率的方法是过去比较常用的，但在路况不断变化的情况下，很难保证系统不会出现比较大的误差。为了解决这两个问题，本文将PID控制策略的优点引入到模糊控制器中，结合了模糊控制和PID控制的优点，来研究模糊PID汽车防抱死系统控制算法，，这将有助于将模糊控制器的动态和静态性能进行改善，同时使用模糊理论对在线PID参数进行较正，使系统更加稳定，响应速度更快。
仿真结果表明，这种方法得到更好的控制效果，并且和以前的控制结果相比，制动性能有了一些提高。
为了获得最佳的制动性能，采用汽车防抱死系统（ABS）可以达到这个目标，ABS具有防止车轮制动时抱死的功能。ABS通过控制制动力矩，获得较大的减速度，而且具有很强的防侧滑能力，控制车轮的滑移率,使它围绕最佳滑移率上下波动，车轮具有良好的纵向附着力在制动过程中，ABS是一种可以提高制动减速度，缩短制动距离，防止车轮制动抱死，提高汽车制动器的安全性能，有效提高车辆稳定性和转向机动性，目前在汽车行业已被广泛应用。
1.1我国汽车防抱死的发展情况
我国的ABS研究始于上世纪80年代初，国家“九五”科技项目也纳入了ABS
研究项目，但并没有实现大批量生产。目前,中国的ABS研究已经成为许多高校,科研单位和制造商的热门话题,并且对加速发展研究和技术引进步伐都在不断加快。国内的一些研究机构如上海汽车制动系统有限公司、东风汽车公司、重庆公路研究所、陕西兴平514工厂、华南理工大学汽车系、济南成军、电子科技公司、清华大学、长安大学和吉林大学等在汽车ABS控制研究方面工作开始较晚,与发达国家相比技术水平还是比较落后的,我国的水平远未到达批量生产阶段,只是停留在发展阶段和试验阶段,很多汽车仍在使用进口产品。
1.2论文研究的目的和意义
随着中国经济迅速发展，汽车普及率越来越高，大城市的汽车数量不用多说，就连农村也开始家家户户一辆汽车，汽车逐渐成为人们的日常交通工具。而汽车安全性也也受到人们的关注，汽车的制动系统成为热门，热门话题。现在ABS 也逐渐成为汽车的标配，国外车辆大都装有车辆防抱死装置，但是只有少部分国产车配有ABS，这使得交通事故的发生率明显提高，所以国产车装备防抱死系统的已势在必行。国家早已颁发法规，要求ABS成为国产车的标配，ABS研发在中国有一个巨大的潜在市场。综上所述，本文选取《汽车防抱死制动系统模糊PID控制算法研究》的意义重大。
第二章 汽车制动防抱死系统组成与基本原理
2.1汽车ABS的组成
ABS防抱死系统一般由车辆轮速传感器、电子控制器和制动压力调节器这三个部分组成。图21为ABS系统组成原理图。
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