車輛液壓制動(dòng)系統(tǒng)建模及路面參數(shù)估計(jì)方法研究.pdf

1、制動(dòng)系統(tǒng)建模是車輛動(dòng)力學(xué)研究的重要內(nèi)容。它的研究對分析車輛動(dòng)態(tài)特性,進(jìn)行底盤控制系統(tǒng)的開發(fā)和控制器設(shè)計(jì)具有重要的意義。車輛制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成根據(jù)配置的不同而不同。由于防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(Anti-lockBrakingSystem,ABS)已成為車輛的基本配置之一,且是其它制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),因此,本文的研究是在轎車ABS結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上開展的。通過建立高精度的液壓制動(dòng)系統(tǒng)模型,為提高制動(dòng)壓力和輪胎作用力的估計(jì)精度,進(jìn)行基于模型的防抱死制動(dòng)控制、牽引

2、力控制和車輛穩(wěn)定性控制方法研究提供模型和分析基礎(chǔ)。為使本文的結(jié)構(gòu)清晰,便于分析和討論,本文第二章闡述了當(dāng)代轎車液壓制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征,確定了本文將要討論的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并對其工作原理進(jìn)行了簡要介紹,為后續(xù)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)的建模進(jìn)行了必要的知識準(zhǔn)備。本文第三章討論了制動(dòng)系統(tǒng)中制動(dòng)踏板、真空助力器、制動(dòng)主缸、液壓調(diào)節(jié)器、制動(dòng)液壓管路和制動(dòng)輪缸等元件的機(jī)理模型,給出了各元件的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)描述。由于液壓調(diào)節(jié)器對制動(dòng)系統(tǒng)模型精度影響較大,因此,本文的這部

3、分工作是在實(shí)驗(yàn)平臺上針對具體的液壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行的,主要分為兩部分內(nèi)容。一是將常開/常閉電磁閥模型簡化為節(jié)流閥模型,根據(jù)伯努力方程,推導(dǎo)出了常開/常閉閥的流量與閥流量系數(shù)、制動(dòng)主缸壓力、制動(dòng)輪缸壓力和低壓儲(chǔ)能器壓力的關(guān)系;二是根據(jù)液壓傳動(dòng)原理和回液泵以及制動(dòng)輪缸的特性曲線,得到了回液泵和制動(dòng)輪缸的靜態(tài)模型。液壓制動(dòng)系統(tǒng)模型參數(shù)包括幾何尺寸類參數(shù)、制動(dòng)液特性參數(shù)(制動(dòng)液密度、彈性模量)、結(jié)構(gòu)特征參數(shù)(質(zhì)量、容積、彈簧剛度、閥口面積)以及反映系

4、統(tǒng)和元件性能的參數(shù)(摩擦、阻尼系數(shù)、閥口流量系數(shù),摩擦阻力)。如何針對具體的制動(dòng)系統(tǒng)確定模型參數(shù)是制動(dòng)系統(tǒng)建模研究中亟待解決的問題。本文首先用實(shí)際車輛的制動(dòng)回路以及車輛動(dòng)力學(xué)仿真軟件、實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)建立了車輛液壓制動(dòng)系統(tǒng)測試、分析和實(shí)驗(yàn)平臺,在此基礎(chǔ)上,討論了以實(shí)際輸出與模型輸出之間的誤差平方和最小為判別準(zhǔn)則的參數(shù)辨識方法,給出了參數(shù)辨識結(jié)果。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文給出的制動(dòng)系統(tǒng)模型在制動(dòng)系統(tǒng)增壓、保壓和減壓過程中均有較高的精度。路面附