汽车防抱死系统的控制方法及仿真分析

• 作 者: 林欢
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: ABS 控制方法 路面识别 制动性能

随着汽车工业的不断发展，高速行驶的汽车安全性问题越来越受到重视。汽车防抱制动系统(ABS)作为一种主动安全装置，在汽车制动时能够及时调节车轮制动力，防止车轮抱死拖滑，保证车辆行驶的操纵稳定性，并且有效的减小制动距离来获得最佳的制动效果。在我国的汽车市场，它的应用已经也越来越普及，而控制方法则是ABS的核心技术，对汽车的制动性能及防抱制动系统分析研究得到提高，具有重要的现实意义。本文首先介绍了ABS的基本原理、基本组成、布置方式及国内外研究发展状况等，以工作原理和控制理论为基础，分析数学理论模型，采用MATLAB/Simulink人工图形建模的方法，建立相应的系统仿真模型，其中包括单轮车辆系统的模型、制动系统模型、典型轮胎模型及控制器模型。然后分析不同控制方法的数学理论模型，设计各种控制策略的控制器包括Bang-Bang控制器、PID控制器、模糊控制器、混合模糊PID控制器以及自适应模糊PID控制器，分别建立相对应的控制模型。在不同的典型路面包括干燥混泥土路面、湿沥青路面、湿泥土路面和冰路面，进行系统的仿真研究，分析仿真结果，对制动效果和稳定性进行比较，得出制动性最好的控制方法策略，即自适应模糊PID控制。在典型的路面发生转变时，针对自适应模糊PID控制进一步研究路面识别的效果，通过对稳定性和制动效果分析比较，得出结果。最后对仿真结果进行总体比较分析，讨论各种控制策略的制动性能以及路面识别的效果，表明了自适应模糊PID控制，解决了不确定性、时变非线性以及多变量等特性的复杂建模的系统问题，充分发挥PID控制简单，精度高又有模糊控制灵活性、适应性、快速性的优点。自适应模糊PID控制的方法实用、制动控制效果较好，且拥有较好鲁棒性和较强适应性的控制策略。