基于CarsimSimulink的ABS系統(tǒng)建模與仿真

1、2022-6-12基于基于Carsim/SimulinkCarsim/Simulink的的ABSABS系統(tǒng)建模與仿真系統(tǒng)建模與仿真Page 2）目錄一、一、ABS簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介二、二、ABS的控制目標(biāo)及控制方法的控制目標(biāo)及控制方法三、三、ABS的的PID控制模型控制模型四、仿真結(jié)果四、仿真結(jié)果五、結(jié)論五、結(jié)論P(yáng)age 3ABS簡(jiǎn)介ABS (Anti-lock Braking System)：由傳感器、電控單元和執(zhí)行器：由傳感器、電控單元和執(zhí)行器三部分組成一個(gè)以控制滑移率在三部分組成一個(gè)以控制滑移率在15%到到20%之間為目標(biāo)的自動(dòng)控之間為目標(biāo)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。制系統(tǒng)。功能功能： 1、提高制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)

2、定性、提高制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性 2、縮短制動(dòng)距離、縮短制動(dòng)距離Page 4ABS的發(fā)展歷史ABSABS技術(shù)最早由英國(guó)人霍納摩爾于技術(shù)最早由英國(guó)人霍納摩爾于19201920年研制發(fā)明并申請(qǐng)專(zhuān)利；年研制發(fā)明并申請(qǐng)專(zhuān)利；19301930年代年代ABSABS在鐵路機(jī)車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)中得到運(yùn)用；在鐵路機(jī)車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)中得到運(yùn)用；19401940年代末，飛機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始采用年代末，飛機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始采用ABSABS，很快，很快ABSABS成為飛機(jī)的標(biāo)成為飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置；準(zhǔn)配置；Page 5ABS的發(fā)展歷史2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代防抱制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)；年代防抱制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)；19781978

3、年，年，博世與奔馳合作研制出三通道四輪帶有數(shù)字式控制器的博世與奔馳合作研制出三通道四輪帶有數(shù)字式控制器的ABS，并批量裝于奔馳汽車(chē)。由于微處理器的引入，使，并批量裝于奔馳汽車(chē)。由于微處理器的引入，使ABS開(kāi)始開(kāi)始有了智能，從而奠定了有了智能，從而奠定了ABS的基礎(chǔ)和基本模式；的基礎(chǔ)和基本模式；目前，機(jī)械與電子元件持續(xù)不斷的發(fā)展和改進(jìn)使目前，機(jī)械與電子元件持續(xù)不斷的發(fā)展和改進(jìn)使ABSABS的優(yōu)越性越的優(yōu)越性越來(lái)越明顯，來(lái)越明顯，ABSABS更精密、更可靠、價(jià)格也在下降。更精密、更可靠、價(jià)格也在下降。Page 6ABS的控制目標(biāo)ABS的控制目標(biāo)：滑移率的控制目標(biāo)：滑移率SPage 7ABS的控制過(guò)

4、程Page 8ABS控制算法1.邏輯門(mén)限值控制邏輯門(mén)限值控制2.PID 控制控制3.最優(yōu)控制最優(yōu)控制4.滑模變結(jié)構(gòu)控制滑模變結(jié)構(gòu)控制5.模糊控制模糊控制6.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Page 9邏輯門(mén)限值控制其基本的原理是利用車(chē)輪加減角速度門(mén)限及參考滑移率構(gòu)成，其基本的原理是利用車(chē)輪加減角速度門(mén)限及參考滑移率構(gòu)成，防抱死邏輯使滑移率在車(chē)輪峰值附著系數(shù)附近波動(dòng)，從而獲防抱死邏輯使滑移率在車(chē)輪峰值附著系數(shù)附近波動(dòng)，從而獲得較大的車(chē)輪縱向和橫向力；得較大的車(chē)輪縱向和橫向力；優(yōu)點(diǎn)：不需要建立具體系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，控制過(guò)程比較簡(jiǎn)單，優(yōu)點(diǎn)：不需要建立具體系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，控制過(guò)程比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)原理上比較容易實(shí)現(xiàn)，并且對(duì)

5、系統(tǒng)的非線性控制很有效；結(jié)構(gòu)原理上比較容易實(shí)現(xiàn)，并且對(duì)系統(tǒng)的非線性控制很有效；缺點(diǎn)：需要進(jìn)行大量的道路試驗(yàn)，開(kāi)發(fā)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，成本缺點(diǎn)：需要進(jìn)行大量的道路試驗(yàn)，開(kāi)發(fā)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，成本較高；較高；邏輯門(mén)限值是開(kāi)發(fā)邏輯門(mén)限值是開(kāi)發(fā)ABSABS首選的控制方法。首選的控制方法。Page 10PID控制PID控制是一種基于經(jīng)典理論的控制方法，最大優(yōu)點(diǎn)是不需控制是一種基于經(jīng)典理論的控制方法，最大優(yōu)點(diǎn)是不需要了解被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，只需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)器參要了解被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，只需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)調(diào)節(jié)，這個(gè)特點(diǎn)正好滿足了數(shù)調(diào)節(jié)，這個(gè)特點(diǎn)正好滿足了ABS系統(tǒng)建模比較困難的特點(diǎn)；系統(tǒng)建模比較困難的特點(diǎn)；缺點(diǎn)：實(shí)際操作中很難確定一種準(zhǔn)確的輪胎模型來(lái)實(shí)時(shí)確定缺點(diǎn)：實(shí)際操作中很難確定一種準(zhǔn)確的輪胎模型來(lái)實(shí)時(shí)確定不同制動(dòng)工況下的期望滑移率。不同制動(dòng)工況下的期望滑移率。Page 11PID控制框圖Page 12PID控制模型圖Page 13仿真及結(jié)果制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)間5.670s制動(dòng)距離制動(dòng)距離62.16m制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)間5.318s制動(dòng)距離制動(dòng)距離57.98mPage 14仿真及結(jié)果Page 15仿真及結(jié)果Page 16結(jié)論采用采用PI控制方法設(shè)計(jì)了一款簡(jiǎn)單的控制方法設(shè)計(jì)了一款簡(jiǎn)單的ABS控制器，相比于沒(méi)有控制器