• 汽车防滑控制不同控制策略车辆abs 门阈值 模糊pid

    1、内容简介

    略
    507-可以交流、咨询、答疑

    2、内容说明

    汽车制动系统是十分重要的设备 。当汽车在 行驶过程中遇到意外情况时 ， 制动系统立即起动
    液压 、 电子等机构 ， 将汽车迅速制动 。由于汽车刹 车时 ， 轮胎摩擦存在较强的非线性 ，制动时间往往 存在一定的滞后 ; 另外使用传统方法进行制动时， 如果发生车轮抱死等意外情况 ，制动系统很难及 时作出反应 。
    汽车防抱死制动系统 ( ABS ) 是一种先进的控 制技术 。 制动时 ， 车轮不会抱死 ， 还能保持良好的
    附着力和转向性能 ， 具有较好的制动稳定性 。通 过调节 ABS 的系统参数 ，可以有效提高制动性 能 。 目前 ABS 的主要控制方法有 : ①逻辑门限值 控制 ; ② 最优控制 ; ③ 模糊控制 ; ④ 滑模变结构控
    制等等 。其中逻辑门限值控制方法中的门限值需 要通过大量试验来确定 ， 控制性能不稳定 ; 最优控
    制法的控制质量主要取决于模型的精确程度 ; 模 糊控制方法主要基于知识和经验的积累 ， 建立控
    制规则比较困难 ; 滑模变结构控制具有较好的鲁 棒性 ， 能较好地解决非线性问题 。 因此 ， 本文采用
    这种变结构的控制系统 ，既大幅度降低了刹车距 离 ， 又通过优化安全系数 ， 提高了车辆的安全性
    能 ， 降低了车轮的危险性 ，有效抑制了制动过程中 出现的抖动现象 ， 取得良好的制动效果 。
    汽车制动通常分为 3 个阶段 : 第 1 阶段属于
    稳态过程 ， 汽车速度基本不变 ，制动系统实际还没 有起作用 ， 即制动的反应滞后 ; 第 2 阶段是一个过 渡过程 ， 制动系统开始起作用 ， 制动力不断增大， 车轮开始边滚边滑 ， 直至最后被抱死 ，这一过程决 定着汽车的制动性能和系统稳定性 ; 第 3 阶段为 车轮从抱死拖滑至汽车停止这一过程 ，此时制动 力基本不变 。
    汽车在紧急制动时 ，车轮的运动状态主要受 制于车轮与路面的摩擦系数 。制动时如果前车 轮被抱死 ， 摩擦系数降低 ，汽车容易失去抵抗侧向 运动的能力 ; 如果后轮被抱死 ， 制动时方向稳定性
    变差 ， 汽车容易出现侧滑等现象 。
    ABS 汽车制动液压系统原理如图 1 所示 ，系 统通过安装在车轮 、 车身上的各速度传感器采集
    相应的转速信号 ， 再通过电子控制模块 ( ECU ) 计 算汽车减速度及车轮的滑移率 ; 通过控制增压阀、 减压阀等液压单元 ， 实时调节制动压力 ; 在紧急制 动时 ， 只要发现前车轮或后车轮被抱死 ， ECU 立 即发出指令 ， 控制压力调节器和电动泵的转速 ，使 车轮能够转动 ; 即使在 ABS 不起作用时 ，制动系
    统仍可调节后轮制动力 ，保证后轮不会比前轮先 抱死［1 ］。在汽车制动时 ， ABS 通过控制车轮的运动状 态 ， 使车轮的滑移率保持在 15% ～ 20% ，这样可 使制动时纵向附着力和制动力最大 ，从而缩短制 动距离 ; 同时由于制动时横向附着系数较大 ，使制 动系统保持一定的横向附着力 ，从而克服了侧滑 情况的发生 ， 使汽车具有良好的转向能力 。

    3、仿真分析

    1. clear
    2. clc
    3. close all
    4. load t1_1.mat
    5. load t2_1.mat
    6. load t3_1.mat
    7. load t1.mat
    8. load t4_1.mat
    9.  
    10.  
    11. load y4_1.mat
    12. load y1_1.mat
    13. load y2_1.mat
    14. load y3_1.mat
    15. load y1.mat
    16.  
    17. % 滑移率相关结果
    18. figure
    19. plot(t4_1,y4_1(:,1),t1_1,y1_1(:,1),t2_1,y2_1(:,1),t3_1,y3_1(:,1),t1,y1(:,1), 'linewidth',2)
    20. xlabel 时间/s
    21. ylabel 滑移率
    22. title('滑移率')
    23. legend('ADRC', '无abs', '门阈值abs', '模糊pid abs', '滑膜控制')
    24.  
    25. % 速度相关结果
    26. figure
    27. plot(t4_1,y4_1(:,2),t1_1,y1_1(:,2),t2_1,y2_1(:,2),t3_1,y3_1(:,2),t1,y1(:,2), 'linewidth',2)
    28. xlabel 时间/s
    29. ylabel 速度/m/s
    30. title('速度')
    31. legend('ADRC', '无abs', '门阈值abs', '模糊pid abs', '滑膜控制')
    32.  
    33. % 制动距离相关结果
    34. figure
    35. plot(t4_1,y4_1(:,3),t1_1,y1_1(:,3),t2_1,y2_1(:,3),t3_1,y3_1(:,3),t1,y1(:,3), 'linewidth',2)
    36. xlabel 时间/s
    37. ylabel 制动距离
    38. title('制动距离')
    39. legend('ADRC', '无abs', '门阈值abs', '模糊pid abs', '滑膜控制')
    40. % 加速度相关结果
    41. figure
    42. plot(t4_1,y4_1(:,4),t1_1,y1_1(:,4),t2_1,y2_1(:,4),t3_1,y3_1(:,4),t1,y1(:,4), 'linewidth',2)
    43. xlabel 时间/s
    44. ylabel 加速度/m/s^2
    45. title('加速度')
    46. legend('ADRC', '无abs', '门阈值abs', '模糊pid abs', '滑膜控制')

     

     

     

     

     

     

    4、参考论文

    略
    基于滑模变结构的ABS制动系统设计_曹勇 (1)

    汽车防滑刹车系统滑模变结构控制器设计_袁跃

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qingfengxd1/article/details/126320144