ABS模擬仿真與模糊控制設(shè)計(jì).pdf

1、隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，高速公路網(wǎng)絡(luò)的延伸和汽車速度的提高，研究高性能制動(dòng)系統(tǒng)是減少事故和促進(jìn)汽車工業(yè)發(fā)展的重要措施。從20世紀(jì)80年代以來，抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)被廣泛研究和應(yīng)用。為提高ABS性能，本文對(duì)傳感器技術(shù)、控制方法、單片機(jī)技術(shù)和Matlab軟件的應(yīng)用等做了深入的研究，從而為ABS的設(shè)計(jì)改進(jìn)和升級(jí)換代開辟了有利的途徑，本文主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)ABS控制算法的研究和Matlab的應(yīng)用由于汽車本身參數(shù)及行駛工況的復(fù)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(yàn)式的常規(guī)控制方法要依據(jù)大量的道路試驗(yàn)確定一些經(jīng)驗(yàn)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(fù)雜的算法也得到應(yīng)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(shí)變性，需要將知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)引入以形成智能控制，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。 采用何種控制技術(shù)不僅依賴于計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展，還有依賴于軟件技術(shù)。由于控制及其算法的復(fù)

3、雜性，尋求更強(qiáng)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)(CACSD)發(fā)展迅速，其中MATLAB/SIMULINK的出現(xiàn)為汽車ABS的設(shè)計(jì)和模擬注入生命力。將模糊控制理論引入汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，利用MATLAB模糊邏輯工具箱，針對(duì)簡(jiǎn)化的模型，設(shè)計(jì)模糊控制器。通過計(jì)算機(jī)數(shù)字試驗(yàn)仿真結(jié)果表明該控制器能取得較好的效果。 (2)ABS用單片機(jī)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(jī)控制器。隨著功能技術(shù)和應(yīng)用水平的提高，單片機(jī)應(yīng)用研究在ABS領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步深入。本文研究了ABS用單片機(jī)的開發(fā)思路和設(shè)計(jì)方法，利用單片機(jī)控制器各種外部端口的資源，內(nèi)部的存儲(chǔ)器，中斷等，充分發(fā)揮他的運(yùn)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(duì)高速數(shù)據(jù)的采集、輪速計(jì)算與濾波、參考車速和滑移率計(jì)算、輪加速度計(jì)算和防抱死制動(dòng)控制邏輯分析等功能的重要性，以便為ABS的測(cè)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(shè)計(jì)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(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊控制器近似推理等手段，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的一種方法。 本文根據(jù)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理，模糊控制的性能特點(diǎn)，車輛系統(tǒng)模型及車輪輪胎模型，利用輪速傳感器，對(duì)輪速進(jìn)行濾波、放大、整形等實(shí)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(jì)算車輪滑移率。由參考滑移率計(jì)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