ABS模擬仿真與模糊控制設計.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，高速公路網(wǎng)絡的延伸和汽車速度的提高，研究高性能制動系統(tǒng)是減少事故和促進汽車工業(yè)發(fā)展的重要措施。從20世紀80年代以來，抱死制動系統(tǒng)(ABS)被廣泛研究和應用。為提高ABS性能，本文對傳感器技術、控制方法、單片機技術和Matlab軟件的應用等做了深入的研究，從而為ABS的設計改進和升級換代開辟了有利的途徑，本文主要研究內(nèi)容如下： (1)ABS控制算法的研究和Matlab的應用由于汽車本身參數(shù)及行駛工況的復雜

2、特性，采用基于模型的現(xiàn)代控制理論方法所得效果并不理想，而基于經(jīng)驗式的常規(guī)控制方法要依據(jù)大量的道路試驗確定一些經(jīng)驗控制算法及參數(shù)，如PID。目前硬件水平發(fā)展很快，最優(yōu)控制、自適用控制、非線性控制等較為復雜的算法也得到應用。ABS及車輛系統(tǒng)建模難度大，具有高度非線性和不確定的時變性，需要將知識和經(jīng)驗引入以形成智能控制，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制。 采用何種控制技術不僅依賴于計算機硬件技術的發(fā)展，還有依賴于軟件技術。由于控制及其算法的復

3、雜性，尋求更強有力的開發(fā)環(huán)境及編程工具變得愈加重要。近年來控制系統(tǒng)的計算機輔助設計系統(tǒng)(CACSD)發(fā)展迅速，其中MATLAB/SIMULINK的出現(xiàn)為汽車ABS的設計和模擬注入生命力。將模糊控制理論引入汽車防抱死制動系統(tǒng)，利用MATLAB模糊邏輯工具箱，針對簡化的模型，設計模糊控制器。通過計算機數(shù)字試驗仿真結果表明該控制器能取得較好的效果。 (2)ABS用單片機開發(fā)研究和算法仿真軟件目前廣泛采用的是電控防抱死系統(tǒng)，其核心是單片

4、機控制器。隨著功能技術和應用水平的提高，單片機應用研究在ABS領域?qū)⑦M一步深入。本文研究了ABS用單片機的開發(fā)思路和設計方法，利用單片機控制器各種外部端口的資源，內(nèi)部的存儲器，中斷等，充分發(fā)揮他的運算速度。提出了ABS數(shù)據(jù)采集與算法仿真專用軟件的框架，突出對高速數(shù)據(jù)的采集、輪速計算與濾波、參考車速和滑移率計算、輪加速度計算和防抱死制動控制邏輯分析等功能的重要性，以便為ABS的測試分析、研究開發(fā)提供方便有效的工具。 (3)模糊控制

5、器的設計模糊控制屬于智能控制，是一種模擬人類智能的形式，它是在被控對象的模糊模型的基礎上，運用模糊控制器近似推理等手段，實現(xiàn)系統(tǒng)控制的一種方法。 本文根據(jù)防抱死制動系統(tǒng)的工作原理，模糊控制的性能特點，車輛系統(tǒng)模型及車輪輪胎模型，利用輪速傳感器，對輪速進行濾波、放大、整形等實現(xiàn)了車輪速度的采集。采用基于車輪滑移率的防抱控制理論，根據(jù)車速、輪速來計算車輪滑移率。由參考滑移率計算出滑移率的誤差、誤差變化率并作為控制器的輸入變量完成了模