基于滑转率的汽车ASR最优控制研究
基于滑转率的汽车ASR最优控制研究[20191208102938]
摘 要
汽车驱动防滑控制系统，也可以叫牵引力控制系统(TCS)，ASR(Anti-skid Regulation)系统。它的作用是，在汽车起步加速时，将滑转率保持在最好的范围之间，不让驱动轮发生过度滑转，保持汽车行驶方向比较稳定，使得汽车具备较好的动力性及操纵稳定性，提高汽车的行驶安全性。汽车驱动防滑系统,其应用的汽车主动安全系统技术，近年来，国内重点开发这类电控技术。
本文开始对SAR系统近年来在国际上发展的情况做了阐述，阐述了ASR系统的基本构成及其特点，并详细的阐述了ASR系统的工作原理。基于车辆制动模型建立，采用最优控制器创建了ASR系统的数学模型，而且在MATLAB/SIMULINK的环境下，对其进行了动态仿真，最终仿真的成果评释了本文方案的可行性及正确性。
关键字:ASR滑转率最优控制
目 录
1. 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 汽车ASR系统国内外研究状况和发展趋势 1
1.2.1 国外ASR发展历程、研究状况 1
1.2.2 国内ASR发展历程、研究状况 2
1.2.3 ASR的发展趋势 2
1.3 基于滑转率的ASR研究的关键技术及难点 3
1.3.1 发动机节气门开度调节与驱动车轮制动干预的协调技术 3
1.3.2 ASR系统的传感器技术 3
1.3.3 车辆运行速度准确计算问题 3
1.3.4 路面状况识别技术 3
1.3.5 执行机构的滞后问题 4
1.3.6 电子控制装置的抗干扰技术 4
1.4 论文的主要研究工作 4
2. 汽车ASR的结构和工作原理 5
2.1 汽车ASR的结构分析 5
2.1.1 传感器 5
2.1.2 电子控制单元ECU 6
2.1.3 制动压力调节器 6
2.2 汽车ASR动力学分析 6
2.3 汽车ASR的控制原理分析 6
2.3.1 附着系数 6
2.3.2 滑转率 7
2.3.3 附着系数与驱动滑转率的关系 7
2.3.4 汽车ASR控制系统的基本原理 8
2.4 汽车驱动防滑转的控制方式 8
2.4.1 调节发动机转矩 9
2.4.2控制后轴的防滑差速器 9
2.4.3 驱动轮制动控制 9
2.5汽车驱动防滑控制原则 10
2.5.1汽车起步及加速初期的防滑控制原则 10
2.5.2汽车中速的防滑控制原则 10
2.5.3汽车高速的防滑控制原则 11
2.6本章小结 11
3. 汽车ASR的控制方法与建模仿真 12
3.1 ASR系统的控制方法 12
3.1.1逻辑门限控制 12
3.1.2滑模变结构控制 13
3.1.3 PID控制 14
3.1.4模糊控制 14
3.2汽车ASR最优控制 15
3.2.1最优控制理论基础 15
3.2.2 最优控制的基本原理 15
3.3 ASR系统Simulink模型及仿真 16
3.3.1 车轮模型 17
3.3.2 发动机模型 18
3.3.3 轮胎模型 18
3.3.4 制动器模型 18
3.4 仿真实验 20
3.5 本章小结 21
4. 结论与展望 22
4.1 结论 22
4.2 展望 22
参考文献 23
致谢 25
1. 绪论
1.1 研究背景和意义
经济发展离不开汽车产业不断的发展，因为这个行业有汽车行业的特点和其发展潜力。如今，汽车行业里越来越多的应用电子控制技术，对于汽车的行驶速度、安全性能及舒适性的要求日益严格，每一个国家都越来越重视汽车的不断改进，特别在安全性能方面。开发并提升汽车电子控制系统将成为汽车发展趋势。
驱动防滑控制系统，简称为ASR(Anti．skid Regulation)系统，又叫做牵引力控制系统(TCS)。汽车在加速行驶时容易出现滑转现象，ASR能将汽车滑转率控制在最佳范围内，以确保车辆行驶方向的稳定性，操纵稳定性及动力学，提高汽车的安全性。汽车驱动防滑系统(ASR)是作为一种电控技术,被重点开发利用。到汽车主动安全系统技术。国家标准《GB12676-汽车制动系统结构、性能和试验方法》，国家汽车技术研究中心在90年代末制定的，GB12676对汽车的制动性能提出了严格的要求。汽车ASR对确保汽车安全性能有着极其大的帮助。
如今，国内外汽车市场竞争非常激烈，我国面临着很大的压力，ASR系统功能性好，价格低廉，如果能拿到它的自主知识产权，可以使我国汽车的技术水平整体提高，提高竞争力，保障质量安全，具有巨大的经济效益和社会效益。因此，开发汽车ASR系统，掌握ASR系统的核心技术，对我国汽车工业的发展十分重要，是我国汽车发展的一个里程碑。
1.2 汽车ASR系统国内外研究状况和发展趋势
1.2.1 国外ASR发展历程、研究状况
1972日本首次登记汽车驱动防滑控制装置来停止发动机气缸的点火控制方法[1]。驱动防滑装置是用汽车驱动轮的加速度和某指定的汽车轮胎及附着系数的可能极值进行比较分析，得到极限加速度还有相当于极限加速度的加速时间，通过对测量传感器传输驱动轴驱动车轮加速度瞬时值内。如果车轮加速度小于极限，气缸将与信号和停止点火。1986 年，在底特律国际车展中，英迪牌轿车上安置了牵引力控制系统，这是美国的汽车公司为了给ASR做宣传。同年 12 月，博世公司也为ASR的研究做出了巨大的贡献，他们吧制动防抱死ABS技术与ASR技术结合在一起并第一次运用于奔驰S级轿车上，生产了许多带有这种技术的汽车。同年，ASR技术也被用在火车上，这要归功于奔驰公司和WABCO公司。1987 年，为满足不同的需求，博世公司在原有的基础上，生产了两种不同的ABS/ASR系统，一种是确保汽车行驶方向稳定性的，另外一种是确保汽车行驶方向稳定性，改善汽车牵引性。
1.2.2 国内ASR发展历程、研究状况
近年来，驱动防滑控制系统的研究与开发主要在控制逻辑及控制策略，以及方法方面。在电控发动机的制约下，当前利用制动控制为主要控制，并用发动机控制辅助控制，是我们国家在汽车防滑控制系统统的控制理论方面的一个侧重点。总的来说，ASR控制系统还有待进一步研究。
重庆理工大学的蒋振江[3]研究了控制系统，他研究的主要方面是四轮独立驱动电动汽车，通过实验结果分析了四轮独立驱动电动车的关键技术和国际上研究现状，在四轮独立驱动电动车的驱动策略上，他从转矩协调再有驱动防滑着实进行了钻研。研究结果表明：（1）允许车轮滑移率控制在最佳滑移率附近的道路识别的基础上的牵引力控制系统，确保车辆在路况不好的路面上也不会出现打滑现象。（2）整车驱动力的协调由转矩协调控制系统来实现。转矩协调控制还有电子差速的功能，在转弯的路况下，确保安全。
1.2.3 ASR的发展趋势
科技在不停的成长提高，各类当代理论也在不断完善，使用优化控制理论，好比智神经网络控制技术、能控制技术的模糊控制，应用于ABS/ASR系统中，能够实现伺服控制与高精度控制，能够使自适应性以及可靠性的得以提高。基于滑转率的控制算法，不能很好的适应路面的变化，将滑转率控制在最佳滑转率的附近，但是基于路面附着系数的控制算法在这点上能够做的很好。把吸纳其它的控制系统，这样汽车控制系统便更为综合，是ABS/ASR系统的研发目标。当前，ABS/ASR的研究方向主要有以下几个:
a. 与电子制动力分配EBD(Electric Brake force Distribution)进行合成，构成EBD/ABS/ASR系统来提高ASR的功能。
b. 与电子稳定性程序ESP(Electronic Stability Program)系统进行合成，构成ESP/ABS/ASR综合控制系统，使驾驶员在汽车制动，起步，转向时更好的驾驭汽车。
c. 与汽车巡航自动控制ACC(Adaptive Cruise control)系统合成，构成ACC/ABS/ASR综合控制系统，能保证车辆在起步、转向、制动时的安全。
1.3 基于滑转率的ASR研究的关键技术及难点
1.3.1 发动机的节气门开度调节和驱动车轮的制动干扰的协调技术
ASR系统通过综合调节当前节气门开度与驱动轮制动干预这两个方面来完成控制方式。因为这种控制方法是通过反应时间不同发动机控制与制动控制组成，所以调整ASR系统,使结果达到最好，为研究及开发ASR系统的一个一定要搞定的关键技术。
1.3.2 ASR系统的传感器技术
汽车车轮中心速度 和驱动车轮的角速度 都是与驱动车轮滑移率有关的ASR系统中的控制参数量，非常重要，得精确地测取才行。但如今很多ASR系统中，在不考虑众多外部因素情况下，这2个控制参数量都分别测量驱动与非驱动车辆的转速，并经过换算的得到,车轮的滑移状态不能准确地得到反映，不容易进行准确的ASR控制，所以ASR技术推广应用离不开传感器新技术的发展。
1.3.3 车辆运行速度准确计算问题
有许多种类的ASR控制模式，不管减速，加速，和参考基于逻辑门限值的转换率的滑动控制，或最佳滑移率的基础上的，无论什么样的控制研究，实时获取车辆的运行速度都是必须的。在ASR系统，通常通过计算非驱动轮速度近似的驱动轮滑转率。此外，由于外界因素的影响，如路面，轮胎半径的情况下，需要进行车轮速度信号采集的补偿或者滤波，让参考速度和参考滑移率更接近实际的速度或滑移率，控制精度也就可以进一步的提高了。
1.3.4 路面状况识别技术
因为逻辑门限控制法结构简单、成本很低的，所以现在大部分ASR控制系统都是利用逻辑门限控制法来研究基于滑转率的最优控制法。但是要确定逻辑门限值需要考虑到汽车在驱动过程的各种工况，及可能受到的外界各种复杂因素。如图1.1所示在材料不同的道路上，滑移率作为重要的控制参数，而且它不是一个固定的值[4]。因此，针对不同的路面状况的汽车我们应采取不一样的ASR控制门限进行动态控制。路面状况的多变性导致了道路识别技术成为了ASR系统研究的一个难点。
图1.1 不同的道路条件下的滑移率与附着系数
1.3.5 执行机构的滞后问题
ASR系统工作时，从采集到数据到转化成驱动力矩，得花费一些时间，导致制动系统减压、节气门调节滞后、还有增压等驱动力矩的调节出现滞后问题，对驱动力矩的调节造成不好的影响，所以，ASR系统开发和研究的受制于如何降低或者消除执行机构滞后的难点。
1.3.6电子控制装置的抗干扰技术
电子控制装置输入和输出的信号容易受到电子的的干扰而出现混乱，这必然会带来非常不好的后果。此外，离合器处于接合状态的ASR控制中，传动系统的振动产生的机械噪声，对ASR控制带来不便。所以，ASR系统研究与开发，必须解决如何提高ASR控制系统的抗干扰性才行。
1.4 论文的主要研究工作
1）基于滑转率的ASR研究的首要难点与技术剖析，目前，主要研究发动机节气门开度大小的调节，ASR系统的传感器技术，驱动车轮制动干预的协调技术，路面状况识别技术，提高电子控制装置的抵抗外界干扰的技术等。
2）阐述了ASR控制系统的构造，它的工作原理，ASR系统主要包括传感器、电子控制单元ECU、制动压力调节器、ASR开关指示灯以及ASR的诊断系统等。
3）通过对汽车防滑控制系统的工作原理和控制特征，运用模糊控制的算法，构建一个防滑控制模型，该模型的构建基于滑转率，并对此进行了仿真分析。
2. 汽车ASR的结构和工作原理
2.1 汽车ASR的结构分析
ASR控制系统，在ABS防抱死系统的研究基础上发展，它和ABS共用控制机构，压力驱动元件，轮速传感器等，除此之外，还多了电子控制单元的ECU功能，增加设置了ASR诊断系统、节气门控制机构，ASR开关指示灯等［5]，比ABS系统更加先进、完善，其典型结构图如下：
注 1.全轮速传感器 2.前轮制动器 3.液压元件 4.制动踏板 5.前轮速传感器 6.后轮制动器
7.副节气门控制机构 8.油门踏板 9.变速器 10.ABS制动控制结构 11.ASR制动控制机构
12. 副节气门控制机构 13.主节气门位置传感器 14.发动机 15.ABS/ASR电子控制单元（ECU）
16.ASR警报灯 17.ASR切断开关 18.ASR工作指示灯
图2.1 汽车驱动防滑控制系统的一种典型结构
2.1.1 传感器
车轮滑转率，是比较理想的制动控制的控制参数，若要得到滑转率，必须先测量得到车轮旋转的圆周速度，以及车身前进的速度。测量汽车车身前进速度和车轮旋转的周速度相当来说较为简单，但是车身瞬时速度很难得到，多普勒雷达是到目前为止测量车身速度最好的办法，但总的制动系统采用多普勒雷达系统使用较少，由于其成本高，电路结构复杂。先通过计算的到轮速，再通过轮速得到滑转率是目前使用最广泛的方法。磁电式轮速传感器是，利用电磁感应来检测的，经过外部滤波整形电路转换成脉冲信号送到ECU，是至今为止使用较多的。
2.1.2 电子控制单元ECU
ASR系统的控制中心就是ECU。四轮速度信号轮传感器，别的传感器的输入，对接收到的信号进行分析，比较和判别处理，经过准确的计算，制动轮的滑移率，和最佳滑移率进行比较，判断是否偏移最佳滑转率，接下来再从它的输出级发出控制信号传输到液压控制单元，从而对滑转率调整为ECU的主要功能。此此外，ECU也故障自诊断，例如，如果ASR失败，灯被点亮，并且自动切换到制动状态。通常只有性能比较好的单片机才能实现ECU。
2.1.3 制动压力调节器
电子控制单元中的汽车制动系统的制动压力调节器。其功能是依据ECU发出的指令，控制电磁阀，调整制动系统管路中合适的液压和气压，从而达到其自我调节的目的，确保当前液压调节器的最佳滑移率是比较常见的应用，它是制动力由液压泵和电磁阀的压力产生。
摘 要
汽车驱动防滑控制系统，也可以叫牵引力控制系统(TCS)，ASR(Anti-skid Regulation)系统。它的作用是，在汽车起步加速时，将滑转率保持在最好的范围之间，不让驱动轮发生过度滑转，保持汽车行驶方向比较稳定，使得汽车具备较好的动力性及操纵稳定性，提高汽车的行驶安全性。汽车驱动防滑系统,其应用的汽车主动安全系统技术，近年来，国内重点开发这类电控技术。
本文开始对SAR系统近年来在国际上发展的情况做了阐述，阐述了ASR系统的基本构成及其特点，并详细的阐述了ASR系统的工作原理。基于车辆制动模型建立，采用最优控制器创建了ASR系统的数学模型，而且在MATLAB/SIMULINK的环境下，对其进行了动态仿真，最终仿真的成果评释了本文方案的可行性及正确性。
关键字:ASR滑转率最优控制
目 录
1. 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 汽车ASR系统国内外研究状况和发展趋势 1
1.2.1 国外ASR发展历程、研究状况 1
1.2.2 国内ASR发展历程、研究状况 2
1.2.3 ASR的发展趋势 2
1.3 基于滑转率的ASR研究的关键技术及难点 3
1.3.1 发动机节气门开度调节与驱动车轮制动干预的协调技术 3
1.3.2 ASR系统的传感器技术 3
1.3.3 车辆运行速度准确计算问题 3
1.3.4 路面状况识别技术 3
1.3.5 执行机构的滞后问题 4
1.3.6 电子控制装置的抗干扰技术 4
1.4 论文的主要研究工作 4
2. 汽车ASR的结构和工作原理 5
2.1 汽车ASR的结构分析 5
2.1.1 传感器 5
2.1.2 电子控制单元ECU 6
2.1.3 制动压力调节器 6
2.2 汽车ASR动力学分析 6
2.3 汽车ASR的控制原理分析 6
2.3.1 附着系数 6
2.3.2 滑转率 7
2.3.3 附着系数与驱动滑转率的关系 7
2.3.4 汽车ASR控制系统的基本原理 8
2.4 汽车驱动防滑转的控制方式 8
2.4.1 调节发动机转矩 9
2.4.2控制后轴的防滑差速器 9
2.4.3 驱动轮制动控制 9
2.5汽车驱动防滑控制原则 10
2.5.1汽车起步及加速初期的防滑控制原则 10
2.5.2汽车中速的防滑控制原则 10
2.5.3汽车高速的防滑控制原则 11
2.6本章小结 11
3. 汽车ASR的控制方法与建模仿真 12
3.1 ASR系统的控制方法 12
3.1.1逻辑门限控制 12
3.1.2滑模变结构控制 13
3.1.3 PID控制 14
3.1.4模糊控制 14
3.2汽车ASR最优控制 15
3.2.1最优控制理论基础 15
3.2.2 最优控制的基本原理 15
3.3 ASR系统Simulink模型及仿真 16
3.3.1 车轮模型 17
3.3.2 发动机模型 18
3.3.3 轮胎模型 18
3.3.4 制动器模型 18
3.4 仿真实验 20
3.5 本章小结 21
4. 结论与展望 22
4.1 结论 22
4.2 展望 22
参考文献 23
致谢 25
1. 绪论
1.1 研究背景和意义
经济发展离不开汽车产业不断的发展，因为这个行业有汽车行业的特点和其发展潜力。如今，汽车行业里越来越多的应用电子控制技术，对于汽车的行驶速度、安全性能及舒适性的要求日益严格，每一个国家都越来越重视汽车的不断改进，特别在安全性能方面。开发并提升汽车电子控制系统将成为汽车发展趋势。
驱动防滑控制系统，简称为ASR(Anti．skid Regulation)系统，又叫做牵引力控制系统(TCS)。汽车在加速行驶时容易出现滑转现象，ASR能将汽车滑转率控制在最佳范围内，以确保车辆行驶方向的稳定性，操纵稳定性及动力学，提高汽车的安全性。汽车驱动防滑系统(ASR)是作为一种电控技术,被重点开发利用。到汽车主动安全系统技术。国家标准《GB12676-汽车制动系统结构、性能和试验方法》，国家汽车技术研究中心在90年代末制定的，GB12676对汽车的制动性能提出了严格的要求。汽车ASR对确保汽车安全性能有着极其大的帮助。
如今，国内外汽车市场竞争非常激烈，我国面临着很大的压力，ASR系统功能性好，价格低廉，如果能拿到它的自主知识产权，可以使我国汽车的技术水平整体提高，提高竞争力，保障质量安全，具有巨大的经济效益和社会效益。因此，开发汽车ASR系统，掌握ASR系统的核心技术，对我国汽车工业的发展十分重要，是我国汽车发展的一个里程碑。
1.2 汽车ASR系统国内外研究状况和发展趋势
1.2.1 国外ASR发展历程、研究状况
1972日本首次登记汽车驱动防滑控制装置来停止发动机气缸的点火控制方法[1]。驱动防滑装置是用汽车驱动轮的加速度和某指定的汽车轮胎及附着系数的可能极值进行比较分析，得到极限加速度还有相当于极限加速度的加速时间，通过对测量传感器传输驱动轴驱动车轮加速度瞬时值内。如果车轮加速度小于极限，气缸将与信号和停止点火。1986 年，在底特律国际车展中，英迪牌轿车上安置了牵引力控制系统，这是美国的汽车公司为了给ASR做宣传。同年 12 月，博世公司也为ASR的研究做出了巨大的贡献，他们吧制动防抱死ABS技术与ASR技术结合在一起并第一次运用于奔驰S级轿车上，生产了许多带有这种技术的汽车。同年，ASR技术也被用在火车上，这要归功于奔驰公司和WABCO公司。1987 年，为满足不同的需求，博世公司在原有的基础上，生产了两种不同的ABS/ASR系统，一种是确保汽车行驶方向稳定性的，另外一种是确保汽车行驶方向稳定性，改善汽车牵引性。
1.2.2 国内ASR发展历程、研究状况
近年来，驱动防滑控制系统的研究与开发主要在控制逻辑及控制策略，以及方法方面。在电控发动机的制约下，当前利用制动控制为主要控制，并用发动机控制辅助控制，是我们国家在汽车防滑控制系统统的控制理论方面的一个侧重点。总的来说，ASR控制系统还有待进一步研究。
重庆理工大学的蒋振江[3]研究了控制系统，他研究的主要方面是四轮独立驱动电动汽车，通过实验结果分析了四轮独立驱动电动车的关键技术和国际上研究现状，在四轮独立驱动电动车的驱动策略上，他从转矩协调再有驱动防滑着实进行了钻研。研究结果表明：（1）允许车轮滑移率控制在最佳滑移率附近的道路识别的基础上的牵引力控制系统，确保车辆在路况不好的路面上也不会出现打滑现象。（2）整车驱动力的协调由转矩协调控制系统来实现。转矩协调控制还有电子差速的功能，在转弯的路况下，确保安全。
1.2.3 ASR的发展趋势
科技在不停的成长提高，各类当代理论也在不断完善，使用优化控制理论，好比智神经网络控制技术、能控制技术的模糊控制，应用于ABS/ASR系统中，能够实现伺服控制与高精度控制，能够使自适应性以及可靠性的得以提高。基于滑转率的控制算法，不能很好的适应路面的变化，将滑转率控制在最佳滑转率的附近，但是基于路面附着系数的控制算法在这点上能够做的很好。把吸纳其它的控制系统，这样汽车控制系统便更为综合，是ABS/ASR系统的研发目标。当前，ABS/ASR的研究方向主要有以下几个:
a. 与电子制动力分配EBD(Electric Brake force Distribution)进行合成，构成EBD/ABS/ASR系统来提高ASR的功能。
b. 与电子稳定性程序ESP(Electronic Stability Program)系统进行合成，构成ESP/ABS/ASR综合控制系统，使驾驶员在汽车制动，起步，转向时更好的驾驭汽车。
c. 与汽车巡航自动控制ACC(Adaptive Cruise control)系统合成，构成ACC/ABS/ASR综合控制系统，能保证车辆在起步、转向、制动时的安全。
1.3 基于滑转率的ASR研究的关键技术及难点
1.3.1 发动机的节气门开度调节和驱动车轮的制动干扰的协调技术
ASR系统通过综合调节当前节气门开度与驱动轮制动干预这两个方面来完成控制方式。因为这种控制方法是通过反应时间不同发动机控制与制动控制组成，所以调整ASR系统,使结果达到最好，为研究及开发ASR系统的一个一定要搞定的关键技术。
1.3.2 ASR系统的传感器技术
汽车车轮中心速度 和驱动车轮的角速度 都是与驱动车轮滑移率有关的ASR系统中的控制参数量，非常重要，得精确地测取才行。但如今很多ASR系统中，在不考虑众多外部因素情况下，这2个控制参数量都分别测量驱动与非驱动车辆的转速，并经过换算的得到,车轮的滑移状态不能准确地得到反映，不容易进行准确的ASR控制，所以ASR技术推广应用离不开传感器新技术的发展。
1.3.3 车辆运行速度准确计算问题
有许多种类的ASR控制模式，不管减速，加速，和参考基于逻辑门限值的转换率的滑动控制，或最佳滑移率的基础上的，无论什么样的控制研究，实时获取车辆的运行速度都是必须的。在ASR系统，通常通过计算非驱动轮速度近似的驱动轮滑转率。此外，由于外界因素的影响，如路面，轮胎半径的情况下，需要进行车轮速度信号采集的补偿或者滤波，让参考速度和参考滑移率更接近实际的速度或滑移率，控制精度也就可以进一步的提高了。
1.3.4 路面状况识别技术
因为逻辑门限控制法结构简单、成本很低的，所以现在大部分ASR控制系统都是利用逻辑门限控制法来研究基于滑转率的最优控制法。但是要确定逻辑门限值需要考虑到汽车在驱动过程的各种工况，及可能受到的外界各种复杂因素。如图1.1所示在材料不同的道路上，滑移率作为重要的控制参数，而且它不是一个固定的值[4]。因此，针对不同的路面状况的汽车我们应采取不一样的ASR控制门限进行动态控制。路面状况的多变性导致了道路识别技术成为了ASR系统研究的一个难点。
图1.1 不同的道路条件下的滑移率与附着系数
1.3.5 执行机构的滞后问题
ASR系统工作时，从采集到数据到转化成驱动力矩，得花费一些时间，导致制动系统减压、节气门调节滞后、还有增压等驱动力矩的调节出现滞后问题，对驱动力矩的调节造成不好的影响，所以，ASR系统开发和研究的受制于如何降低或者消除执行机构滞后的难点。
1.3.6电子控制装置的抗干扰技术
电子控制装置输入和输出的信号容易受到电子的的干扰而出现混乱，这必然会带来非常不好的后果。此外，离合器处于接合状态的ASR控制中，传动系统的振动产生的机械噪声，对ASR控制带来不便。所以，ASR系统研究与开发，必须解决如何提高ASR控制系统的抗干扰性才行。
1.4 论文的主要研究工作
1）基于滑转率的ASR研究的首要难点与技术剖析，目前，主要研究发动机节气门开度大小的调节，ASR系统的传感器技术，驱动车轮制动干预的协调技术，路面状况识别技术，提高电子控制装置的抵抗外界干扰的技术等。
2）阐述了ASR控制系统的构造，它的工作原理，ASR系统主要包括传感器、电子控制单元ECU、制动压力调节器、ASR开关指示灯以及ASR的诊断系统等。
3）通过对汽车防滑控制系统的工作原理和控制特征，运用模糊控制的算法，构建一个防滑控制模型，该模型的构建基于滑转率，并对此进行了仿真分析。
2. 汽车ASR的结构和工作原理
2.1 汽车ASR的结构分析
ASR控制系统，在ABS防抱死系统的研究基础上发展，它和ABS共用控制机构，压力驱动元件，轮速传感器等，除此之外，还多了电子控制单元的ECU功能，增加设置了ASR诊断系统、节气门控制机构，ASR开关指示灯等［5]，比ABS系统更加先进、完善，其典型结构图如下：
注 1.全轮速传感器 2.前轮制动器 3.液压元件 4.制动踏板 5.前轮速传感器 6.后轮制动器
7.副节气门控制机构 8.油门踏板 9.变速器 10.ABS制动控制结构 11.ASR制动控制机构
12. 副节气门控制机构 13.主节气门位置传感器 14.发动机 15.ABS/ASR电子控制单元（ECU）
16.ASR警报灯 17.ASR切断开关 18.ASR工作指示灯
图2.1 汽车驱动防滑控制系统的一种典型结构
2.1.1 传感器
车轮滑转率，是比较理想的制动控制的控制参数，若要得到滑转率，必须先测量得到车轮旋转的圆周速度，以及车身前进的速度。测量汽车车身前进速度和车轮旋转的周速度相当来说较为简单，但是车身瞬时速度很难得到，多普勒雷达是到目前为止测量车身速度最好的办法，但总的制动系统采用多普勒雷达系统使用较少，由于其成本高，电路结构复杂。先通过计算的到轮速，再通过轮速得到滑转率是目前使用最广泛的方法。磁电式轮速传感器是，利用电磁感应来检测的，经过外部滤波整形电路转换成脉冲信号送到ECU，是至今为止使用较多的。
2.1.2 电子控制单元ECU
ASR系统的控制中心就是ECU。四轮速度信号轮传感器，别的传感器的输入，对接收到的信号进行分析，比较和判别处理，经过准确的计算，制动轮的滑移率，和最佳滑移率进行比较，判断是否偏移最佳滑转率，接下来再从它的输出级发出控制信号传输到液压控制单元，从而对滑转率调整为ECU的主要功能。此此外，ECU也故障自诊断，例如，如果ASR失败，灯被点亮，并且自动切换到制动状态。通常只有性能比较好的单片机才能实现ECU。
2.1.3 制动压力调节器
电子控制单元中的汽车制动系统的制动压力调节器。其功能是依据ECU发出的指令，控制电磁阀，调整制动系统管路中合适的液压和气压，从而达到其自我调节的目的，确保当前液压调节器的最佳滑移率是比较常见的应用，它是制动力由液压泵和电磁阀的压力产生。
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