汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)安全控制技術(shù)研究.pdf

1、汽車安全技術(shù)的研究與開發(fā)是當(dāng)今世界汽車技術(shù)的重要發(fā)展方向。汽車制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)車輛的安全行駛起著至關(guān)重要的作用。采用線控技術(shù)構(gòu)建有關(guān)汽車安全性能的電子控制系統(tǒng)，可極大地提高駕駛的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，已成為汽車技術(shù)的發(fā)展方向。線控制動(dòng)給汽車結(jié)構(gòu)和制動(dòng)性能帶來(lái)根本性變革，相對(duì)傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)具有無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，其研究與應(yīng)用對(duì)汽車安全性、可操縱性、舒適性以及節(jié)能環(huán)保都將起到重要的作用。然而，現(xiàn)有線控技術(shù)應(yīng)用于汽車制動(dòng)系統(tǒng)的主要困難是，尚沒(méi)有針對(duì)高安

2、全可靠性要求的線控制動(dòng)的系統(tǒng)性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和基于該結(jié)構(gòu)的全局非線性的線控制動(dòng)系統(tǒng)模型構(gòu)建，以及基于四輪獨(dú)立制動(dòng)控制的制動(dòng)力分配策略和可靠的實(shí)時(shí)快速帶約束非線性最優(yōu)控制算法。本文從安全可靠性設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)出發(fā)，重點(diǎn)研究線控制動(dòng)系統(tǒng)的安全控制方法。主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　 (1)對(duì)汽車線控制動(dòng)發(fā)展概況、應(yīng)用現(xiàn)狀以及面臨的問(wèn)題進(jìn)行了剖析，分析并總結(jié)出線控制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。重點(diǎn)從線控制動(dòng)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基于四輪獨(dú)立制動(dòng)控制的最優(yōu)制動(dòng)力

3、分配策略、最佳滑移率在線辨識(shí)方法以及基于滑移率的線控制動(dòng)ABS控制技術(shù)等方面詳細(xì)闡述了汽車線控制動(dòng)安全控制技術(shù)的研究動(dòng)向。
　　 (2)總結(jié)出五類導(dǎo)致制動(dòng)失效的制動(dòng)系統(tǒng)故障模式，運(yùn)用故障模式及危害性分析和故障樹分析法相結(jié)合的方法進(jìn)行線控制動(dòng)系統(tǒng)可靠性分析，采用基于可靠性分析和容錯(cuò)技術(shù)相結(jié)合的線控制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出線控制動(dòng)系統(tǒng)硬件雙冗余結(jié)構(gòu)和踏板模塊雙機(jī)容錯(cuò)控制系統(tǒng)。
　　 (3)提出一種基于滑移率的四輪獨(dú)立制動(dòng)控

4、制的最優(yōu)制動(dòng)力分配策略，并通過(guò)改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法得到最優(yōu)制動(dòng)力分配曲線。在獲得與傳統(tǒng)的理想制動(dòng)力分配方法相同的制動(dòng)強(qiáng)度和制動(dòng)減速度的前提下，新的制動(dòng)力分配策略使前輪的滑移率總是大于后輪的滑移率，從而在保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，防止后軸先于前軸抱死而發(fā)生危險(xiǎn)的側(cè)滑的同時(shí)，前后車輪制動(dòng)力分配更加接近理想的制動(dòng)力分配曲線，為制動(dòng)力控制提供了最佳的制動(dòng)參數(shù)。
　　 (4)針對(duì)汽車制動(dòng)過(guò)程的非線性特征，提出了一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改

5、進(jìn)型Burckhardt模型，并設(shè)計(jì)出一種結(jié)合結(jié)構(gòu)化非線性參數(shù)優(yōu)化方法(SNPOM)和粒子群算法(PSO)的新的混合參數(shù)優(yōu)化算法PSO-SNPOM，優(yōu)化RBF網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。
　　 (5)提出了基于改進(jìn)型Burckhardt模型的適應(yīng)各種路面條件下的最佳滑移率在線計(jì)算方法，在線控制動(dòng)系統(tǒng)中的仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了新的最佳滑移率辨識(shí)方法的有效性和可行性。
　　 (6)結(jié)合變結(jié)構(gòu)控制和模糊控制方法，設(shè)計(jì)了基于切換增益自適應(yīng)調(diào)節(jié)的模糊滑模

6、控制器。針對(duì)制動(dòng)過(guò)程的非線性特征，設(shè)計(jì)了基于滑移率的線控制動(dòng)ABS模糊滑?？刂破鳌＝⒘薓ATLAB/Simulink與CarSim的聯(lián)合仿真環(huán)境，對(duì)單路面與變路面條件下的基于滑移率的線控制動(dòng)ABS控制策略進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，基于增益模糊調(diào)節(jié)的滑模控制算法相比于PID算法和常規(guī)滑?？刂凭哂懈叩目刂凭群汪敯粜?，可使汽車獲得更優(yōu)的制動(dòng)性能和對(duì)路面的更好的適應(yīng)性;同時(shí)，結(jié)合本文提出的最佳滑移率在線辨識(shí)方法，基于最佳滑移率的ABS控