逻辑门限值的汽车abs控制器设计(附件)【字数：11094】
摘 要汽车防抱死系统（ABS）是当今世界上应用最为广泛的主动安全系统，其不需要人工干预，自动调节制动力的大小，显著降低制动距离，保障制动时的方向可控性。汽车ABS从研发、应用，以及近年来的飞速发展。体现出了其出色安全性和实用性。本课题旨在了解ABS的工作原理和发展方向后，制作出汽车单轮模型、控制模型和滑移率计算模型。且为保证仿真结果真实性，所有的模型都进行了一定的简化，最终使车轮的滑移率维持在20%左右。论文介绍了汽车ABS的控制原理和控制逻辑，在设计好了控制策略后，利用matlab/simulink仿真软件进行模拟，研究ABS在不同路面上的制动效能，得到了比较满意的结果。综上所述，本论文基本完成了对汽车ABS的仿真设计。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2 ABS发展历史和发展趋势 1
1.2.1 ABS国内外发展历史 1
1.2.2 ABS发展趋势 1
1.3 本论文的研究内容 1
第二章 ABS原理、结构和控制方式 1
2.1汽车制动时的受力分析 1
2.1.1制动器制动力 1
2.1.2地面制动力 1
2.1.3制动器制动力与地面制动力的关系 1
2.1.4地面附着系数与车轮滑移率的关系 1
2.2 ABS的组成 1
第三章 汽车ABS系统建模 1
3.1汽车单轮模型 1
3.2轮胎模型 1
3.3 路面模型 1
3.4控制模型 1
第四章 仿真模型的建立及分析 1
4.1 车轮受力仿真模块 1
4.2车辆滑移率计算模块与车轮角速度、车速计算 1
4.2.1滑移率计算仿真模块 1
4.2.2车轮角速度模块和车速模块 1
4.3 车辆系统仿真模块 1
4.4 路面仿真模块 1
4.5 整体仿真模块及其分析 1
4.6 ABS仿真试验及其分析 1
4.6.1 基于高附着系数典型路面的制动效果对比试验 1
4.6.1.1 有无ABS *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
的制动距离对比 1
4.6.1.2有无ABS的车轮转速和车速对比 1
4.6.1.4有无ABS的车轮滑移率对比分析 1
4.6.2基于低附着系数典型路面的制动效果对比试验 1
结束语 1
致谢 1
参考文献 1
第一章 绪论
1.1课题背景
现代科技日渐发达,人民的消费水平逐年提供高。汽车从奢侈品逐渐变成了普通的消费品，汽车越来越普及，人们对于汽车安全也越来越重视。汽车在很长的一段时间内都是采用的开环控制系统。驾驶员的驾驶水平和制动器的大小尺寸直接决定了汽车的制动效能。开环控制系统因为无法感应到车轮的实际状态，因此在紧急制动时，很容易出现车轮直接抱死的现象[1]。而一旦车轮抱死拖滑，地面对车轮提供的附着力将会急剧减少，此时汽车的横向和纵向附着力很低，汽车失去转向能力，很容易造成交通事故。在地面附着系数更低的雨雪天气，如果紧急制动，汽车可能出现侧向漂移现象，这种情况下会造成更加严重的事故。为了解决了汽车在制动过程中出现车轮抱死问题，汽车防抱死制动系统（Antilock Braking System简称ABS）这一划时代的汽车主动安全产品由此而生。其能够在汽车制动时自动调节车轮制动力,防止车轮抱死,从根源上解决了车轮抱死的问题，所以其被研制出不久后就被广泛应用[2]。
1.2 ABS发展历史和发展趋势
1.2.1 ABS国内外发展历史
20世纪20年代霍纳摩尔（英国）研究发明了ABS，其后不久，铁路公司发现其能有效的防止车轮抱死，显著地降低了火车车轮的损坏率而大量应用。在1936年，德国的博世（Bosch）公司获取到ABS的专利所有权。并研制出使用简单逻辑开关控制的ABS，其由装在车轮上的轮速传感器和电磁液压阀组成。
由于ABS能有效的缩短制动距离，保持制动时的方向稳定性，减少轮胎的偏磨，航空公司开始在20世纪40年代末期大量引进ABS。几年后汽车行业也开始引入防抱死系统。固特异（Goodyear）航空公司在1951年就开始将ABS应用到大型载重车辆上；1954年法国航空公司为福特公司的林肯汽车提供ABS。
1978年，博世公司与奔驰公司合作研制汽车用ABS，并成功研制出世界第一款数字化的三通道四轮防抱死系统，因其应用了微型处理器，使BAS变得开始智能，也将ABS带入了一个新的时代。
随着科学技术的进步，ABS变得更加轻便小巧，制动效能显著提高，成本和价格也逐渐降低，ABS开始步入普通家用汽车的视线。1979年博世（Bosch）公司推出的Bosch2型是期间最为引人注目的产品之一。电子科技和机械技术的升级换代，让ABS的技术变得更加成熟稳定，性价比越来越高。
在20世纪90年代初期，欧共体就颁布法规要求所有的汽车必须安装有ABS，没有ABS的汽车不允许在道路上行驶。同年日本也规定在高速公路上行 驶的客车，大型牵引车、运送危险品的拖车都必须安装ABS。
迄今为止，ABS已经成为了汽车安全系统不可缺少的一部分。在北美和西欧，对安全系数要求高的客车和货车的ABS装备率在90%以上，普通家用小轿车的装备率也在60%以上，而像托运危险品的货车更是高达100%。
随着我国经济的高速发展，轿车从以前的奢侈品已经逐渐成为家庭的普通消费品，ABS技术也得以迅速的普及应用。1999年我国已经把ABS定为汽车必须装有的安全配置。此后国内的汽车厂商如一汽大众、上海通用、上海大众等均开始采用ABS技术，然而令人感到遗憾的是这些汽车公司都没有完整自主产权的ABS。?
近年来，国内高等学校如清华大学、西安交通大学、华南理工大学等，研究所如重庆公路研究所都开始研究自主知识产权的ABS，虽然起步较晚，技术较国外还有一定差距，但也取得了不少成果。在技术难度相比较大的液压ABS方面，国外进行了技术封锁，有一定的技术壁垒，国内暂时还不能独立生产，但也取得了一些不错的技术进步。清华大学和浙江亚太等共同合作担当的液压ABS“九五”国家技术攻关课题已经取得了不错的成绩，其控制核心逻辑突破了常规的逻辑门限值控制理论，采用了更加先进的散功耗理论，且在电子、液压的控制单元，匹配方法和开发装置等方面都有了重大突破。其研制出的ABS已经进入了能形成一定规模的产业化生产阶段。同时合肥工业大学也研制出电控液压ABS，且在汽车上匹配使用获得成功。虽然目前国内相比国外技术比较落后，但在政府的大力支持和相关人才的努力下，相信国内可以在较短的时间内能在技术上追赶甚至超过国外[3]。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2 ABS发展历史和发展趋势 1
1.2.1 ABS国内外发展历史 1
1.2.2 ABS发展趋势 1
1.3 本论文的研究内容 1
第二章 ABS原理、结构和控制方式 1
2.1汽车制动时的受力分析 1
2.1.1制动器制动力 1
2.1.2地面制动力 1
2.1.3制动器制动力与地面制动力的关系 1
2.1.4地面附着系数与车轮滑移率的关系 1
2.2 ABS的组成 1
第三章 汽车ABS系统建模 1
3.1汽车单轮模型 1
3.2轮胎模型 1
3.3 路面模型 1
3.4控制模型 1
第四章 仿真模型的建立及分析 1
4.1 车轮受力仿真模块 1
4.2车辆滑移率计算模块与车轮角速度、车速计算 1
4.2.1滑移率计算仿真模块 1
4.2.2车轮角速度模块和车速模块 1
4.3 车辆系统仿真模块 1
4.4 路面仿真模块 1
4.5 整体仿真模块及其分析 1
4.6 ABS仿真试验及其分析 1
4.6.1 基于高附着系数典型路面的制动效果对比试验 1
4.6.1.1 有无ABS *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
的制动距离对比 1
4.6.1.2有无ABS的车轮转速和车速对比 1
4.6.1.4有无ABS的车轮滑移率对比分析 1
4.6.2基于低附着系数典型路面的制动效果对比试验 1
结束语 1
致谢 1
参考文献 1
第一章 绪论
1.1课题背景
现代科技日渐发达,人民的消费水平逐年提供高。汽车从奢侈品逐渐变成了普通的消费品，汽车越来越普及，人们对于汽车安全也越来越重视。汽车在很长的一段时间内都是采用的开环控制系统。驾驶员的驾驶水平和制动器的大小尺寸直接决定了汽车的制动效能。开环控制系统因为无法感应到车轮的实际状态，因此在紧急制动时，很容易出现车轮直接抱死的现象[1]。而一旦车轮抱死拖滑，地面对车轮提供的附着力将会急剧减少，此时汽车的横向和纵向附着力很低，汽车失去转向能力，很容易造成交通事故。在地面附着系数更低的雨雪天气，如果紧急制动，汽车可能出现侧向漂移现象，这种情况下会造成更加严重的事故。为了解决了汽车在制动过程中出现车轮抱死问题，汽车防抱死制动系统（Antilock Braking System简称ABS）这一划时代的汽车主动安全产品由此而生。其能够在汽车制动时自动调节车轮制动力,防止车轮抱死,从根源上解决了车轮抱死的问题，所以其被研制出不久后就被广泛应用[2]。
1.2 ABS发展历史和发展趋势
1.2.1 ABS国内外发展历史
20世纪20年代霍纳摩尔（英国）研究发明了ABS，其后不久，铁路公司发现其能有效的防止车轮抱死，显著地降低了火车车轮的损坏率而大量应用。在1936年，德国的博世（Bosch）公司获取到ABS的专利所有权。并研制出使用简单逻辑开关控制的ABS，其由装在车轮上的轮速传感器和电磁液压阀组成。
由于ABS能有效的缩短制动距离，保持制动时的方向稳定性，减少轮胎的偏磨，航空公司开始在20世纪40年代末期大量引进ABS。几年后汽车行业也开始引入防抱死系统。固特异（Goodyear）航空公司在1951年就开始将ABS应用到大型载重车辆上；1954年法国航空公司为福特公司的林肯汽车提供ABS。
1978年，博世公司与奔驰公司合作研制汽车用ABS，并成功研制出世界第一款数字化的三通道四轮防抱死系统，因其应用了微型处理器，使BAS变得开始智能，也将ABS带入了一个新的时代。
随着科学技术的进步，ABS变得更加轻便小巧，制动效能显著提高，成本和价格也逐渐降低，ABS开始步入普通家用汽车的视线。1979年博世（Bosch）公司推出的Bosch2型是期间最为引人注目的产品之一。电子科技和机械技术的升级换代，让ABS的技术变得更加成熟稳定，性价比越来越高。
在20世纪90年代初期，欧共体就颁布法规要求所有的汽车必须安装有ABS，没有ABS的汽车不允许在道路上行驶。同年日本也规定在高速公路上行 驶的客车，大型牵引车、运送危险品的拖车都必须安装ABS。
迄今为止，ABS已经成为了汽车安全系统不可缺少的一部分。在北美和西欧，对安全系数要求高的客车和货车的ABS装备率在90%以上，普通家用小轿车的装备率也在60%以上，而像托运危险品的货车更是高达100%。
随着我国经济的高速发展，轿车从以前的奢侈品已经逐渐成为家庭的普通消费品，ABS技术也得以迅速的普及应用。1999年我国已经把ABS定为汽车必须装有的安全配置。此后国内的汽车厂商如一汽大众、上海通用、上海大众等均开始采用ABS技术，然而令人感到遗憾的是这些汽车公司都没有完整自主产权的ABS。?
近年来，国内高等学校如清华大学、西安交通大学、华南理工大学等，研究所如重庆公路研究所都开始研究自主知识产权的ABS，虽然起步较晚，技术较国外还有一定差距，但也取得了不少成果。在技术难度相比较大的液压ABS方面，国外进行了技术封锁，有一定的技术壁垒，国内暂时还不能独立生产，但也取得了一些不错的技术进步。清华大学和浙江亚太等共同合作担当的液压ABS“九五”国家技术攻关课题已经取得了不错的成绩，其控制核心逻辑突破了常规的逻辑门限值控制理论，采用了更加先进的散功耗理论，且在电子、液压的控制单元，匹配方法和开发装置等方面都有了重大突破。其研制出的ABS已经进入了能形成一定规模的产业化生产阶段。同时合肥工业大学也研制出电控液压ABS，且在汽车上匹配使用获得成功。虽然目前国内相比国外技术比较落后，但在政府的大力支持和相关人才的努力下，相信国内可以在较短的时间内能在技术上追赶甚至超过国外[3]。
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