基于滑移率的車輛防抱死制動系統(tǒng)研究.pdf

1、車輛防抱死制動系統(tǒng)（ABS）是目前運用得最為成功的車輛主動安全裝置，其對預(yù)防和減少車輛安全事故，確保車輛行駛安全發(fā)揮了舉足輕重的作用。在車輛制動過程中，一旦車輪被抱死將十分容易導(dǎo)致車輛發(fā)生后輪側(cè)滑甩尾、前輪失去轉(zhuǎn)向能力等危險狀況，而ABS則能根據(jù)制動過程中滑移率的變化，通過不斷調(diào)整車輛的制動壓力，很好地避免了車輪被抱死情況的發(fā)生，對提高車輛行駛的安全性和操縱性具有重要意義。
　　本文首先對ABS發(fā)展歷史、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及 AB

2、S未來發(fā)展趨勢作了介紹，并通過對地面制動力、制動器制動力和地面附著力之間的關(guān)系，以及滑移率與附著系數(shù)之間關(guān)系的討論對ABS的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)分析，對ABS組成結(jié)構(gòu)、布置方式等進(jìn)行了介紹。
　　根據(jù)車輪制動時受力分析和牛頓定律建立了車輛動力學(xué)模型、輪胎模型和制動器模型，并在 MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了ABS的仿真模型。針對車輛制動過程難以建立精確數(shù)學(xué)模型和車輛輪胎具有強(qiáng)非線性的特點，本文著重對具有強(qiáng)魯棒性的模糊控制

3、理論和模糊控制器的設(shè)計作了詳細(xì)分析。因為模糊控制具有缺乏在線學(xué)習(xí)能力、自適應(yīng)能力不夠的缺點，本文將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制理論相結(jié)合，設(shè)計出了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，并通過對比仿真實驗對其控制效果進(jìn)行了驗證。
　　針對研究中發(fā)現(xiàn)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制存在著算法收斂速度較慢、訓(xùn)練時間較長的缺點，本文引入蟻群算法對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法中 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始值和閾值的選擇進(jìn)行了優(yōu)化，改善了傳統(tǒng) BP算法收斂時間過長的問題。同時，針對標(biāo)準(zhǔn)蟻群算法存在的

4、容易出現(xiàn)早熟收斂和局部尋優(yōu)能力不足的問題，本文對標(biāo)準(zhǔn)蟻群算法的信息素更新策略、信息素值域范圍以及信息素?fù)]發(fā)系數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步增強(qiáng)了蟻群算法的優(yōu)化能力。仿真實驗結(jié)果表明：基于改進(jìn)的蟻群算法優(yōu)化模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 ABS仿真模型與標(biāo)準(zhǔn)蟻群算法優(yōu)化相比，具有滑移率超調(diào)幅度小、收斂速度快和車輛制動距離較短的特點，證明本文對蟻群算法的改進(jìn)是有效的。
　　文章最后以 MSP430單片機(jī)為核心，進(jìn)行了輪速傳感器電路、電磁閥驅(qū)動電路和故障診斷電