考虑路面不平度的路面识别方法

基于滑移率控制的汽车电控制动系统实现的难点在于确定不同路面下的最佳滑移率。不平路面上路面不平度引起的动载荷会对汽车车轮速度、滑移率、制动力系数等参数带来波动,间接影响路面识别。在两种轮胎模型的基础上,将汽车平日里行驶的路面划分为6种类型,提出一种能适应不平路面的识别算法。依据路面最佳滑移率前制动力系数-滑移率曲线下的封闭面积构造一个能代表典型路面特征参数的特征值,给出6种典型路面的特征值区间并据此识别汽车当前行驶路面。建立含路面不平度激励的14自由度汽车动力学模型,通过在单一路面和对接路面上的汽车制动模拟试验验证了识别算法的有效性。结果表明算法能在不平路面上较准确、快速地识别当前给定路面状态并将识别结果便捷地用于汽车电控制动系统的最佳滑移率控制。     

基于EMB和路面自动识别的汽车ABS仿真

针对电子机械制动系统(EMB)车辆进行研究,给出了简化的车辆仿真模型和EMB制动器仿真模型,并结合路面识别技术为之设计了相应的ABS模糊PID控制器仿真模型.ABS制动控制器模型采用基于车轮最优滑移率的控制策略,最优滑移率由路面自动识别系统准实时的得出,ABS控制算法采用模糊PID控制,对EMB制动器进行滑移率S和制动压力F的闭环控制.仿真采用Matlab中的simulink工具箱建模,仿真结果证明路面识别系统能够正确识别路面并确定最优滑移率,基于EMB制动控制器的车辆的ABS控制器始终将制动过程滑移率控制在路面识别系统确定的最优滑移率附近.     

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。     

基于LuGre轮胎动力学摩擦模型的路面估计与车辆自适应制动控制

为了实现车辆的制动最优控制,利用LuGre轮胎动力学摩擦模型,建立车辆的系统动力学模型,首先分析模型参数对地面附着系数与滑移率关系曲线的影响,明确所需估计参数;然后对输入压力采取增压、保压、减压三种方式,在车速、轮速、纵向加速度可测的情况下,采用参数自适应算法在线估计路面参数,并基于滑移率设计制动控制器;最后运用simulink实现车辆的制动过程仿真,得到不同路面的车辆制动输出响应曲线及路面参数估计值,结果表明基于该模型实现车辆制动控制,能使制动策略适应路面参数的随机及连续变化和地面附着能力随车速的变化情况,以提高制动效果.     

基于LuGre轮胎动力学摩擦模型的路面估计与车辆A适应制动控制

为了实现车辆的制动最优控制，利用LuGre轮胎动力学摩擦模型，建立车辆的系统动力学模型，首先分析模型参数对地面附着系数与滑移率关系曲线的影响，明确所需估计参数；然后对输入压力采取增压、保压、减压三种方式，在车速、轮速、纵向加速度可测的情况下，采用参数自适应算法在线估计路面参数，并基于滑移率设计制动控制器；最后运用simulink实现车辆的制动过程仿真，得到不同路面的车辆制动输出响应曲线及路面参数估计值，结果表明基于该模型实现车辆制动控制，能使制动策略适应路面参数的随机及连续变化和地面附着能力随车速的变化情况，以提高制动效果。     

对开路面弯道制动的控制方法

运用多体动力学软件SIMPACK建立汽车模型,着重研究了汽车在外侧附着系数低、内侧附着系数高路面上弯道制动的情况.通过仿真,在分析轮胎受力的基础上,提出了一种基于转角预测前馈的动态调节内侧车轮最佳滑移率的控制方法,并在Matlab中搭建了模糊控制系统进行联合仿真.结果显示,所提出的控制策略可以改善车辆在这种极限工况下的侧偏位移和横摆角速度,减轻了驾驶员的操纵心理负担,并且车辆的制动距离基本保持不变,保证了制动效能,提高了车辆侧向稳定性.     

基于变路面SBC最佳滑移率的研究

滑移率控制对汽车电子感应制动系统在变路面下实现快速响应和提高制动性能有重要作用。根据当前制动力系数,采用对路面进行分级的逐步搜索最佳滑移率的方法来确定各种路面下的最佳滑移率,设计了模糊控制器,针对不变路面和变化路面进行了计算机仿真。结果表明,该方法对车速和路面变化引起的最佳滑移率和峰值附着系数的改变具有良好适应性,确定最佳滑移率时,计算量小、准确性高、实时性强。     

自适应插值BP神经网络的ABS纵向车速估计

ABS作用下的纵向车速估计是实现汽车主动安全控制的基础。根据轮胎特性,确定最佳滑移率与路面附着系数的线性关系,将路面附着系数设为ABS控制的唯一输入,提出基于最佳滑移率的路面自适应ABS控制,仿真结果显示控制方法简单可行。针对传统BP算法的缺陷,给BP神经网络增加输入延时并采用粒子群算法优化BP网络的初始权值,提出了基于路面插值的BP网络车速估计算法,根据实时辨识的路面附着系数,对两个不同路面下网络的输出进行插值获取估计车速,验证不同路面和初始车速共25种工况下的车速估计绝对误差小于1.5m/s,相对误差小于5%。     

载重汽车ABS路面辨识算法研究

分析了汽车的制动动力学模型，提出了一种新的适用于载重车的ABS路面辨识算法。算法以车轮转速作为输入，计算出车轮的滑移率和车轮与地面的附着系数，将附着系数与同一滑移率下汽车与路面的理论附着系数进行对比，从而辨识出汽车行驶的路面。搭建了某载重车ABS测试控制系统，进行了道路试验。路试结果表明，该算法可以有效地识别出路面性质，使车轮在不抱死的情况下达到最佳的制动效果。     

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。     

Estimation of Road Friction Coefficient in Different Road Conditions Based on Vehicle Braking Dynamics

The accurate estimation of road friction coefficient in the active safety control system has become increasingly prominent. Most previous studies on road friction estimation have only used vehicle longitudinal or lateral dynamics and often ignored the load transfer, which tends to cause inaccurate of the actual road friction coefficient. A novel method considering load transfer of front and rear axles is proposed to estimate road friction coefficient based on braking dynamic model of two-wheeled vehicle. Sliding mode control technique is used to build the ideal braking torque controller, which control target is to control the actual wheel slip ratio of front and rear wheels tracking the ideal wheel slip ratio. In order to eliminate the chattering problem of the sliding mode controller, integral switching surface is used to design the sliding mode surface. A second order linear extended state observer is designed to observe road friction coefficient based on wheel speed and braking torque of front and rear wheels.The proposed road friction coefficient estimation schemes are evaluated by simulation in ADAMS/Car. The results show that the estimated values can well agree with the actual values in different road conditions. The observer can estimate road friction coefficient exactly in real-time andresist external disturbance. The proposed research provides a novel method to estimate road friction coefficient with strong robustness and more accurate.     

汽车防抱死制动系统分级智能控制

在分析车辆制动时轮胎与地面接触力学特性的基础上,提出一种用轮速峰值连线来求解参考车速和参考滑移率的方法。为了解决汽车防抱死制动系统(ABS)在各种条件下复杂的控制问题,设计出一种由运行控制、参数校正和组织协调构成的分级智能控制系统。在运行控制级,给出参考滑移率误差的目标轨迹,建立特征模型、控制模态集和推理规则集,以此设计出基于参考滑移率的仿人智能控制器。在参数校正级,为了弥补只针对参考滑移率控制的不足,用车轮角减速度对仿人智能控制量进行校正。在组织协调级,设计出基于轮减速度和参考滑移率的模糊智能控制器来自动辨别制动时的路面信息,给出四轮制动的协调控制规则。运用Matlab进行汽车ABS的仿人智能控制系统研究,搭建出汽车ABS全车测控系统,参照国际标准,在不同条件下进行道路试验。试验结果表明,相对于逻辑门限控制,ABS分级智能控制具有良好的制动平稳性和自适应性,可提高控制精度,是一种有效的新的ABS控制方法。     

Brake performance evaluation of ABS with sliding mode controller on a split road with driver model

In this paper, Sliding Mode Controller (SMC) is proposed to enhance Anti-Lock Brake System (ABS) performance. To verify SMC performance, a real-time Hardware in the loop simulation has been created with a hydraulic brake line. Therefore, the hydraulic brake model and vehicle model should be properly set up to acquire exact simulation results. In addition, the experiment results are compared with that of the commercial ABS with ECU only, and verified how much the performance is improved. The control strategy is to follow the target slip ratio by means of sliding mode controller and secure the vehicle stability while the vehicle braking on various road conditions, such as dry road, wet road, icy road and even split road condition. The driver model is useless on the uniform slip ratio of a straight road. However, the split road has to adopt the driver model. The split road condition has a different slip ratio at each wheel, causing the vehicle to spin out. Test results show that ABS with sliding mode controller has better performance than existing ABS and also ensures improved vehicle stability. Furthermore, the test result on the split road shows how the vehicle will follow the desired path with the driver model and hold the target slip ratio.     

车辆弯道制动防抱死系统仿真

基于Matlab/Simulink仿真技术,充分考虑车辆弯道制动时因为纵向和侧向加速度的存在而引起轮胎所受垂直载荷的变化,建立了汽车弯道行驶的八自由度整车动力学仿真模型,嵌入了ABS控制逻辑模型。对弯道制动工况下的车速、横摆角速度、转弯半径以及车轮滑移率的变化进行了仿真计算,结果表明该模型可以全面准确的模拟车辆在弯道制动时的运动状况,为开发和改进ABS系统提供了很好的参考依据。     

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。     

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.     

路面随机激励下的汽车振动仿真

以４自由度汽车振动系统为例,建立了以白噪声为输入的路面随机激励作用数学模型,应用ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ编制了仿真软件,并对一国产汽车进行了仿真。     

道路模拟试验台及其控制策略研究

道路模拟试验台是进行整车及零部件室内道路模拟试验的关键基础设备之一。论述了所开发的道路模拟试验台的组成结构、功能,并就其核心控制策略进行了深入阐述。试验结果表明,基于伺服控制与振动控制相结合的控制策略,试验台再现期望波形滞后小,模拟精度高,可以成功地进行道路模拟试验。