基于等效滑移率变化率的汽车防抱制动系统模糊直接自适应控制

针对汽车防抱制动系统(Antilock brake system,ABS)车轮角减/加速度和滑移率逻辑门限值控制方法以及常规汽车ABS模糊控制方法的滑移率控制精度不高的缺点, 提出汽车ABS模糊直接自适应控制。针对通常将滑移率跟踪误差变化率,或车轮角加/减速度跟踪误差作为汽车ABS模糊控制器输入量其计算值不够准确的缺点,提出车轮等效滑移率变化率的概念和算法,采用车轮滑移率跟踪误差和等效滑移率变化率作为ABS模糊控制系统的输入量,设计出常规ABS模糊控制器,作为ABS闭环控制系统的模糊逼近控制器;采用直接自适应控制方法设计出ABS模糊补偿控制器;它们组成ABS闭环控制系统模糊直接自适应控制器。仿真研究和实车试验表明,该控制器应用于汽车ABS系统取得良好的控制效果,且算法简单、具有实际应用价值。     

汽车ABS系统的PID控制策略及仿真分析

运用汽车动力学理论,建立了PID控制器模型、制动时整车动力学模型、车轮模型。提出了以滑移率为控制目标的ABS系统的控制仿真分析,将PID控制器应用于单个ABS系统控制研究,以车轮滑移率为控制目标,通过轮速与车速传感器采集汽车速度、车轮转速,计算出汽车各轮胎实际滑移率,与期望滑移率进行比较后,将二者的偏差作为PID控制器的输入量,反复调节控制器的控制参数,使其实际滑移率始终处于最佳滑移率附近,通过PID控制最终使汽车在最佳滑移率所对应的地面制动力下进行制动。     

加速度信号实时校正参考车速的ABS控制原理及特性研究

鉴于目前还没有实际可行的车速测量传感器，ABS控制中只能采用估算的参考车速计算滑移率，低速时存在制动特性差的不足。提出用车体加速度信号实时校正参考车速．实现按最佳滑移率控制的防抱死制动控制原理。在建立汽车单轮模型和液压控制系统模型的基础上．分别对假定实际车速可测、仅采用参考车速和参考车速加速度信号实时校正3种方法，防抱死制动系统的特性进行了对比研究。表明，采用新的原理，控制效果非常接近于车速可测的理想情况。研究工作对改善ABS制动效果，特别对在低速行驶的工程车辆中引入ABS具有理论和实际意义。     

基于路面识别的汽车ABS滑模控制方法的研究

为了提高汽车的制动效能和行驶安全性,针对目前常用的汽车ABS控制方法,在没有考虑道路状况变化对汽车滑移率及减速度等参量变化的影响而容易引起汽车侧滑、甩尾等不良状况,提出了基于路面识别的汽车ABS滑模控制方法,该方法根据制动过程中的汽车滑移率及减速度来进行路面识别,动态地获取汽车最佳滑移率,并以此对汽车ABS进行滑模控制;然后以单轮整车制动模型为对象,利用MATLAB/Simulink软件对该控制方法进行计算机仿真实验分析;结果表明,与常用的汽车ABS逻辑门限值及无路面识别的滑模控制方法相比,该方法可以使汽车制动时间减少5%～12%,从而使汽车制动效能和行驶安全性得以提高。     

基于MATLAB下的制动系统建模、仿真及ABS控制器设计

本文对某汽车ABS制动系统进行仿真建模,并对其进行单轮模型和分段线性的轮胎模型的建立;在Matlab环境下对ABS控制器进行设计和仿真分析;提出了一种门限值控制算法,对制动液压控制系统实现增压、保压、减压动作,使得汽车制动时的滑移率控制在一定范围内,以保证汽车的平稳制动。得出ABS控制下的滑移率时域结果图、车轮前进速度与车轮线速度关系曲线、制动器制动力矩与地面制动力随时间变化曲线。仿真结果表明:在门限值控制算法下设计的ABS控制器能够将滑移率有效地控制在理想范围内,车轮前进速度近似一条直线,加速度趋于定值,且防止了车轮过早抱死,说明在此基础上设计的控制器能够使得汽车平稳制动。     

汽车ABS滑移率的模糊滑模控制研究

汽车防抱死系统(ABS)是汽车制动过程中的一项基本安全措施,滑移率控制是汽车防抱死控制的重要部分。汽车制动时路况时时变化,汽车滑移率的动力学模型是一个时变、非线性、不确定系统。针对这一特点,将滑模控制运动到汽车防抱死制动控制中,设计了汽车滑移率的等效滑模控制器。为了消除滑模控制切换项带来的抖振,使切换控制项在保证鲁棒性能的同时尽可能小,利用模糊规则,对切换项进行模糊化,建立基于模糊切换控制的等效滑模控制器。仿真结果表明,滑模控制方法具有很好的鲁棒性能,加入模糊规则的等效滑模方法能很好的消除抖振现象。     

基于ADAMS的车辆悬架参数对ABS影响机理研究

防抱制动系统(ABS)是汽车上的重要安全装置,车轮角减速度和滑移率是ABS的主要控制变量,由于悬架与车身之间存在相对运动,在不平路面行驶或制动时会导致车轮角加速度和滑移率受到干扰。利用ADAMS软件对车辆虚拟样机进行了动力学仿真分析,研究了悬架纵向刚度、纵向阻尼等参数对车轮角加速度和滑移率的影响,为车辆设计提供了依据。     

基于最小二乘支持向量机的汽车ABS控制研究

为使防抱死制动（ABS）更加智能,提出了一种基于最小二乘支持向量机（LS－SVM）的汽车防抱死制动控制方法。在分析道路试验数据的基础上,提出了以车轮速度峰值连线斜率估计车身速度的方法,进而计算车轮参考滑移率;在分析车辆模型的基础上,设计了基于车身减速度的路面辨识方法,提高了控制方法的适应性;以车轮参考滑移率和角加速度为输入,以控制信号为输出,设计了具有路面辨识能力的LS－SVM ABS控制系统,实现了基于支持向量机的控制。参照国家标准,在不同条件下进行道路试验,试验结果表明,该控制方法具有良好的制动效果和自适应性。     

ABS逻辑门限值自调整控制方法研究与试验验证

自主研发防抱死制动系统(Anti-lock braking system, ABS)是掌握车辆底盘动力学主动控制技术的基础.依照广泛的道路试验数据和目前产业化ABS普遍采用的逻辑门限值控制方法,结合试验数据分析各门限值对防抱死控制效果的影响,从而确立门限值标定与调整的基本原则.在此基础上,借鉴自适应控制中的自校正调节器思想,提出一种逻辑门限值自调整算法,依据有限的轮速传感器信号在线辨识当前路面的最佳制动滑移率与计算参考车速,根据车轮滑移率与最佳滑移率的偏差自动调整各主要门限值,以达到最佳的制动控制.通过在各种工况下的道路试验标定了控制参数,验证了该方法的控制效果.试验结果表明,提出的门限值自调整方法克服了不同路面附着系数、车速、载荷诸因素对防抱死控制的影响,实现了在各典型工况都较优的ABS控制.开发的ABS系统具有较好的控制效果,满足了开发要求,为ABS产业化提供了前提.     

汽车ABS模糊PID控制方法的仿真研究

以防抱死制动系统(ABS)滑移率为对象进行控制,根据ABS系统原理建立了ABS单车轮的仿真模型,并对基于滑移率的PID参数模糊自整定控制的汽车ABS系统进行了仿真与研究,仿真结果证明,把PID参数模糊自整定控制应用在ABS系统中能达到较好的控制效果.     

气压ABS关键技术研究与试验

为改善基于门限逻辑算法的制动防抱系统控制性能,提出了一种工程实用的参考车速自适应算法,利用每个控制循环轮速恢复的峰值修正车身参考减速度。设计了基于门限逻辑的ABS控制算法和控制器。在xPC Target的硬件在环系统中进行了仿真试验,并进行了实车试验和参数整定。试验结果表明,提出的参考车速算法在各种典型工况下适应性好,能准确、快速识别车身减速度,结合门限逻辑控制算法,可将车轮滑移率限制在合理范围内。     

Direct adaptive neural control of antilock braking systems incorporated with passive suspension dynamics

A direct adaptive neural network-based feedback linearization (NNFBL) slip control scheme for an antilock braking system (ABS) is presented. The NNFBL slip controller is developed to minimise the vehicle braking distance and to simultaneously improve its overall ride comfort and road handling. The comprehensive vehicle model incorporates the passive suspension dynamics, the dynamics of the electro-mechanical based braking system and air drag and wheel bearing friction. A feedforward, multilayer perceptron (MLP) neural network (NN) model that is well suited for control by discrete input-output linearization (NNIOL) is selected to represent the ABS with passive suspension. The NN model was trained using Levenberg-Marquardt optimization algorithm. The controlled signal was further boosted using a genetic algorithm generated gain. The effectiveness of the proposed controller is demonstrated by simulation results, in the presence of deterministic road disturbance input to the suspension and varying road conditions. The results are superior with respect to braking distance minimization and also to reference slip tracking, especially on the dry asphalt road.     

Design of a hydraulic anti-lock braking system (ABS) for a motorcycle

This work presents a hydraulic anti-lock braking system (ABS) for a motorcycle. The ABS has a hydraulic modulator and an intelligent controller. The hydraulic modulator is analyzed, and then equipped on a scooter for road tests. The intelligent controller controls the hydraulic modulator by estimated vehicle velocity to calculate the slip ratio of the wheels in real time. The performance of the hydraulic modulator and intelligent controller are assessed by the hardware-in-the-loop (HIL) simulations and road tests. In HIL simulation, the ABS is tested for different initial braking velocities on roads with different adhesive coefficients. Furthermore, both HIL simulations and road tests are conducted on a one-phase pavement road and three-phase pavement road.     

改进型ABS对汽车侧向稳定性的影响

汽车转弯制动时,由于左右车轮载荷的变化,经常导致车辆过多转向而丧失方向稳定性,可以通过改进汽车上普遍采用的ABS制动防抱死系统的控制策略来保持车辆在转向制动时的侧向稳定性。通过对传统ABS系统和改进型ABS的详细比较,说明了可在传统的ABS系统的基础上,通过修改控制策略中弯道内、外侧车轮的目标滑移率来实现汽车横向稳定性的控制,使ABS部分代替ESP的作用。     

轿车电磁与摩擦制动集成系统混杂控制方法

针对电磁与摩擦制动集成系统在车辆制动模式切换过程中存在的混杂动态特性,在建立电磁与摩擦制动集成系统的数学模型的基础上,建立电磁与摩擦制动集成系统的混杂Petri网模型,利用共同Lyapunov函数法分析集成制动系统在制动模式切换过程中的稳定性,提出制动模式切换动态协调控制的基本算法和改进算法。得出以下结论:在制动模式切换过程中控制车轮纵向滑移率使其始终低于路面的最佳滑移率,可以充分保证电磁与摩擦集成制动系统在制动模式切换过程中的稳定性。由于电磁制动器相比于电子液压制动具有较好的控制性能,因此在进行电磁制动与电子液压制动的协调控制的过程中,电子液压制动主要用于提供一定的制动强度,而使用电磁制动跟随驾驶员的制动意图;同时这也可以显著降低高速电磁阀的作用频次,提高电子液压制动的可靠性。     

ABSs系统模糊控制器优化设计

已经开发了的ABSs系统改善了突然制动和特别是滑动路面状况时车辆控制。这样的控制目标是在保持车辆合适稳定性及可操纵性和缩短车辆刹车距离情况下在要求的方向增大车轮的牵引力。本文提出了ABSs系统优化的模糊控制器。从保持其车轮滑动值为目标函数获得车轮最大的牵引力和车轮最大的减速度。采用遗传算法优化模糊系统的全部组件。采用误差数整体优化方法收敛接近最优点。仿真结果表明快速收敛和对不同路况的控制器的最好性能。     

基于路面识别的汽车ABS模糊控制仿真

汽车防抱制动系统（ABS）通过在制动过程中自动控制车轮的制动力矩,从而防止了车轮抱死。为了进一步提高汽车ABS的性能,在对汽车制动过程进行动力学分析的基础上,建立了ABS系统的模糊控制模型;采用路面识别方法,对变附着系数路面进行了ABS制动模拟仿真。仿真结果表明,基于路面识别的模糊控制防抱制动系统能取得较好的控制效果,并具有一定的自适应能力。