文档介绍：机械工程与自动化学院
本科生毕业设计(论文)
英文翻译
学生姓名:
学号:
专业:机械设计制造及其自动化
年级: 2009级
指导教师:
日期: 2013年6月02日
机械工程与自动化学院制
基于模糊鲁棒控制系统汽车防抱死制动性能
李发宗胡如福姚焕新
机械工程学院,宁波工程学院,宁波,浙江,中国
摘要
针对在汽车制动的特点和性能要求的ABS的数学模型成立。ABS控制策略是在稳健和模糊逻辑先进混合控制的基础上。模糊和鲁棒控制的仿真模型建立Matlab / Simulink汽车ABS。该模型有更好的鲁棒性,良好的稳态特性,很强的抗干扰能力和高控制精度。仿真结果分别与一个单一的鲁棒控制进行比较,模糊控制和理想的ABS控制进行比较。该结果表明模糊鲁棒控制民族地区能有效地完善的汽车ABS的响应,加强对车辆的能力,以适应不同的道路。它也能获得最佳的制动滑移率,制动距离。
【关键词】模糊;强劲;ABS;制动性能
1 引言
目前,有逻辑门限值控制,PID控制,滑模变结构控制,模糊控制,神经防抱死制动系统的网络控制和鲁棒控制(ABS系统)控制方法。采用PID控制,PID参数很容易调试,需要使用试用的方法确定参数,它缺乏抗干扰能力。模糊控制具有较好的鲁棒性,但通过耗时的模糊规则需要进行调整匹配方法,其适应能力差。鲁棒控制可线性非线性问题,与传统的线性控制相比较,它具有更好的稳定性和抗干扰能力。但需要知道错误的上限鲁棒控制传递函数模型,这是很难选择的加权的功能。传统的滑模控制具有良好的自我系统的扰动,不确定性和适应性外部干扰,但不连续的切换控制变量,它可以导致扑在附近的滑平面,导致系统不稳定。
本文试图提出融合稳健和模糊逻辑的控制策略。它有良好模糊控制的鲁棒性的优势,良好的稳态特性鲁棒控制,较强的抗干扰能力和较高的控制的准确度。混合控制策略可以提高响应的ABS系统的特点,提高应变能力各种路面;获得最佳制动滑移率和缩短制动距离。
2 车辆动力学模型
ABS控制原则是要保持车轮的滑移率达到最佳滑移率,所以可以得到高的纵向和横向摩擦系数。在制动过程中,当轮转矩不足以克服由粘接剂引起的对策由制动产生的制动扭矩,车轮将被锁定。如果车辆尚未完全刹车,车轮上滑倒在路上。为了获得
在制动过程中一个良好的驱动性能,有必要使用轮胎之间的粘合力,并使路面充分合理。粘附依赖于垂直载荷和轮胎与路面之间的摩擦系数表面之间。
轮型号
为了简化分析,两种程度的自由单轮车模型采用(如图1所示),即轮平面方程和方程围绕中心旋转车轮,忽略空气阻力和滚动阻力的车轮[2]。
图1 单轮车辆模型
车辆动力学方程:
Mv(t)= -F s(t) (1)
Jω(t)=Fs(t)R-Tb(t) (2)
Fs(t)=μN (3)
该模型假定汽车有四个轮子,重量的平均分配给这些车轮的车辆。
N =Mg (4)
滑移率的定义:
λ(t)=v(t)-ω(t)R (5)
v(t)
从公式(5)可以看出:当车辆速度等于车轮速度,滑移率是零,在汽车制动时,他们的差异越大,滑动速率更大;当轮锁定时,车轮速度是零,而滑移率达到100%。
ABS控制的目的是调整轮的滑动速率,相对于任何给定的路面,使车轮与纵向之间的附着系数道路最大值,缩短制动距离,并确保重新在车辆制动时的方向稳定性和可操作性。
布克哈特给出了常用的函数关系轮胎之间的纵向附着系数和滑比率:
μ(s)=A(1-e-Bs)-CS (6)
其中A,B,C是一个参考因素,它的值显示在表1。
表1 典型道路A,B,C参数值
道路
A
B
C
干沥青
湿沥青
干法水泥
雪地
冰地
制动压力的比例系数和是通过检测车轮的制动转矩。然后是作用于制动液压之间的关系,轮缸活塞和车轮制动力矩是:
Tb=k(p-p0) (7)
其中,Tb是车轮的制动力矩;k是比例系数;p是制动液压力; p0是门槛的压力。
3 汽车ABS鲁棒控制
当汽车紧急制动或制动在不好的道路状况,会发生不确定性,这种不确定性显示明显的非线性。因为这种非线性会导致重大摆动,鲁棒控制的目的是线性不确定非线性动态系统和解决在制动过程中的咯咯作响[1]。
鲁棒控制理论
不确定系统的鲁棒控制:图2显示了反馈系统,其中P(s)和C(s)分别是控制对象和控制器的传递函数模型。 P(s)是图中的模型的不确定性,不考虑控制