[CAD圖紙全套]汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法仿真研究設(shè)計(jì)

編號(hào) 題目： 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法 仿真研究 信機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923084 學(xué)生姓名： 蔣 耀 指導(dǎo)教師： 陳炎冬 （職稱： 講師 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日全套 資料 ， 扣扣 414951605 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系 統(tǒng)的控制方法仿真研究 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 92 學(xué) 號(hào)： 0923084 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú)錫 太湖學(xué)院 信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書(shū) 一、題目及專題： 1、題目 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法仿真研究 2、專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 隨著世界汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車(chē)行駛速度的提高，汽車(chē)行駛安全性能越來(lái)越受到人們的重視，而汽車(chē)的緊急剎車(chē)往往造成汽車(chē)的側(cè)翻而 對(duì)駕駛員造成傷害， 統(tǒng)就是在這種要求下產(chǎn)生和發(fā)展的，它是提高汽車(chē)制動(dòng)安全性的又一重大進(jìn)步。但是由于電子元件的故障導(dǎo)致 障率也相對(duì)較高，使之不能正常的工作，給行車(chē)帶來(lái)了極大安全隱患。本課題主要研究 控制系統(tǒng)作用下進(jìn)行增壓，保壓，降壓操作從而將滑移率控制在一定范圍內(nèi)，保證車(chē)輛在剎車(chē)過(guò)程中的安全性。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 從實(shí)踐中選題，了解 統(tǒng)的意義； 學(xué)會(huì)搭建正確的車(chē)輛制動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型； 學(xué)習(xí) 關(guān)知識(shí)，掌握其操作過(guò)程，學(xué)會(huì)用 論文中的理論依據(jù)、所提出的觀點(diǎn)、得出的結(jié)論無(wú)原則性錯(cuò)誤； 能對(duì)四分之一車(chē)輛模型進(jìn)行正確的受力分析； 所完成 的論文工作量滿足要求，格式正確、規(guī)范。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 92 班 姓名 蔣 耀 五、開(kāi)始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng) 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 要 為了能夠準(zhǔn)確的了解制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的性能，常常使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來(lái)進(jìn)行研究，本設(shè)計(jì)采用 擬汽車(chē)在直線制動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì) 統(tǒng)的控制規(guī)律進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。它與常規(guī)的試驗(yàn)分析相比，具有分析速度快、精度高、周期短、節(jié)省大量的人力物力的優(yōu)點(diǎn)。 抱死制動(dòng)系統(tǒng)模型的建立，是計(jì)算機(jī)與生產(chǎn)實(shí)際相融合的產(chǎn)物。模型的建立，可以代替危險(xiǎn)性試驗(yàn)，提高安全性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)可以方便快捷的得 到試驗(yàn)所得到的結(jié)果，以此完善設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中的產(chǎn)品性能，為 統(tǒng)的研制與開(kāi)發(fā)提供一條有效的方法。 本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單介紹了制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理，通過(guò)建立普通制動(dòng)系統(tǒng)和 抱死系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，提出了基于路面附著系數(shù)的 制算法，并根據(jù)數(shù)學(xué)模型，利用件建立普通制動(dòng)系統(tǒng)和 抱死制動(dòng)系統(tǒng)的仿真模塊， 分析普通制動(dòng)系統(tǒng)和裝有防抱死制動(dòng)系統(tǒng) (輛制動(dòng)過(guò)程中各參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律 。通過(guò)對(duì)比仿真結(jié)果可知 能準(zhǔn)確控制車(chē)輪的運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)，因此證明本次設(shè)計(jì) 對(duì) 動(dòng)過(guò)程的仿真分析是有效的。 關(guān)鍵詞 ： 制動(dòng)；防抱死制動(dòng)系統(tǒng)；仿真； n to to of in a BS of of a it it of is of of of of At it as as So of be in a it an to of of It to of On of it to a of an an to of of of we to of So of s is V 目 錄 摘 要 . . 錄 . V 1 緒論 . 1 題研究的意義 . 1 究?jī)?nèi)容 . 1 2 防抱死 制動(dòng)系統(tǒng)概述 . 2 車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng) 功能 . 2 動(dòng)系統(tǒng)研究的理論狀態(tài) . 2 3 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)基本原理 . 4 動(dòng)時(shí)汽車(chē)的運(yùn)動(dòng) . 4 移率定義 . 6 移率與附著系數(shù)的關(guān)系 . 7 動(dòng)時(shí)車(chē)輪的受力分析 . 8 用防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的必要性 . 10 抱死制動(dòng)系統(tǒng)基本工作原理 . 11 制技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀 . 12 4 基于 件的仿真分析 . 15 算機(jī)仿真 . 15 算機(jī)仿真的分類(lèi) . 15 簡(jiǎn)要介紹 . 15 動(dòng)方程建立 . 18 式制動(dòng)器制動(dòng)力矩的計(jì)算 . 18 輪模型的動(dòng)力學(xué)方程 . 20 建立無(wú) 動(dòng)的模型 . 24 建立汽車(chē) 動(dòng)模型 . 26 關(guān)控制的 統(tǒng)仿真 . 26 D 控制的 統(tǒng)仿真 . 28 限控制 系統(tǒng)仿真 . 30 真的參數(shù)及結(jié)果 . 31 真參數(shù) . 31 仿真結(jié)果 . 32 開(kāi)關(guān)控制 仿真結(jié)果 . 34 制 仿真結(jié)果 . 36 同情況下的組合分析 . 38 5 總結(jié) 與展望 . 41 總結(jié) . 41 展望 . 41 致 謝 . 42 參考文獻(xiàn) . 43 附錄 . 44 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法仿真研究 1 1 緒論 題研究的意義 對(duì)車(chē)輛的制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行 動(dòng)態(tài) 的分析 研究 ,可以分析 出 車(chē)輛的性能 ,幫助 車(chē)輛的設(shè)計(jì) ,采用實(shí)驗(yàn)的方法雖然可以獲準(zhǔn)確的數(shù)據(jù) 。 但成本大 ,周期長(zhǎng) ,盲目性大 。 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展為車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程的研究提供了一個(gè)有效手段。通過(guò)對(duì)車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程全工況動(dòng)態(tài)仿真 ,可仿真實(shí)際情況中影響車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程主要因素 ,為進(jìn)一步優(yōu)化車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)、縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期提供有利的工具。 究?jī)?nèi)容 對(duì)汽車(chē)制動(dòng) 過(guò)程進(jìn)行 受力分析，建立 單輪 車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型 ，通過(guò)對(duì)車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程全工況動(dòng)態(tài)仿真， 來(lái)模擬分析 實(shí)際情況中 汽車(chē)制動(dòng)性能與各相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系 ， 分析制動(dòng)過(guò)程的特點(diǎn) ，得出相關(guān)結(jié)論和對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行處理 ，模擬出配備防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱 汽車(chē)動(dòng)態(tài)制動(dòng)過(guò)程。 比較分析影響制動(dòng)過(guò)程的因數(shù)： 種情況下的 比較 同控制方法程比較 根據(jù)以上 二 種情況對(duì)汽車(chē) 剎車(chē)制動(dòng) 過(guò)程進(jìn)行仿真，比較各種 不同 情況下汽車(chē)的制動(dòng)距離 ，滑移率 ， 車(chē)速輪速的關(guān)系 得出結(jié)論。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 2 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)概述 車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng) 功能 轉(zhuǎn)差率輪胎附著力性能的地面 控制制動(dòng)力的汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)。汽車(chē)制動(dòng)的過(guò)程中 ,它可以防止車(chē)輪制動(dòng)鎖發(fā)生 ,并充分利用地面附著系數(shù)和增益高的地面制動(dòng)力 ， 減少汽車(chē)制動(dòng)距離 ， 并能保持汽車(chē)制動(dòng)器在處理。這項(xiàng)技術(shù)在提高車(chē)輛安全 ， 減少交通事故損失和提高汽車(chē)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)發(fā)揮了積極作用 ， 是一種最重要的安全技術(shù)在汽車(chē)行業(yè) 。 抱死制動(dòng)裝置就是為了防止缺陷的發(fā)生而研制的裝置，它有 包括下面 幾點(diǎn)好處： 滑和甩尾 短制動(dòng)距離（松軟的沙石路面除外） 止爆胎。 現(xiàn)代轎車(chē)的 輸入傳感器、控制電腦、輸出調(diào)制器及連接線等組成。輸入傳感器通常 包括 四 個(gè)車(chē)輪的輪速信號(hào)、剎車(chē)信號(hào)，個(gè)別車(chē)型還有減速度信號(hào)、手剎車(chē)或車(chē)油面信號(hào)。 第一個(gè)優(yōu)勢(shì)是提高 制動(dòng)穩(wěn)定性。汽車(chē)制動(dòng) ,剎車(chē)力的四個(gè)輪子是不一樣的 ,如果汽車(chē)前輪鎖 ,汽車(chē)司機(jī)將無(wú)法控制行駛方向 ,這是非常危險(xiǎn)的 ,如果汽車(chē)的后輪鎖 ,第一張幻燈片 ,搖擺的尾巴就會(huì)出現(xiàn) ,甚至使汽車(chē)整個(gè)把嚴(yán)重的事故。 提高汽車(chē)的穩(wěn)定性。汽車(chē)制造商的研究數(shù)據(jù)表明 ,車(chē)輛配備 使車(chē)輪側(cè)滑事故下降了約 8%。 ,可以縮短制動(dòng)距離。這是由于緊急制動(dòng)在同等條件下 ,率會(huì)(汽車(chē)滑動(dòng)距離、傳動(dòng)比 )控制在 20%左右 ,可以獲得結(jié)果的最大縱向制動(dòng)力。 第三利用 以防止井噴。事實(shí)上 ， 方向盤(pán)鎖會(huì)導(dǎo)致小輪胎磨損 ,輪胎胎面損失將不均勻 ， 使輪胎消耗費(fèi)用的增加 ， 嚴(yán)重時(shí)將無(wú)法繼續(xù)使用。因此 ,配有 此外 ， 用 方便 ,工作可靠。使用 普通制動(dòng)系統(tǒng)使用幾乎沒(méi)有差異 ， 緊急剎車(chē)時(shí) ,只有腳踩剎車(chē)踏板硬、 進(jìn)入工作狀態(tài)根據(jù)情況 ， 即使雪和濕滑的道路、 過(guò)計(jì)算機(jī)控制車(chē)輪制動(dòng)力 ， 可以充分發(fā)揮效率的制動(dòng)和改 善制動(dòng)減速和縮短制動(dòng)距離 ， 能有效地提高車(chē)輛制動(dòng)的穩(wěn)定性 ， 防止車(chē)輛側(cè)滑和旋轉(zhuǎn) ， 減少交通事故發(fā)生的數(shù)量 ， 因此被認(rèn)為是最有效的措施 ,提高汽車(chē)的安全性。高級(jí)汽車(chē)的 動(dòng) 系統(tǒng)研究的理論狀態(tài) 研究 中國(guó) 從 80 年代初開(kāi)始。單位和企業(yè)從事的工作是開(kāi)發(fā)了很多 東風(fēng)汽車(chē)公司、重慶高速公路研究所、大學(xué)西安市公路、清華大學(xué)、吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海汽車(chē)制動(dòng)器有限公司和山東中國(guó)重汽集團(tuán)等。典型的有以下幾個(gè)。清華大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等汽車(chē)安全與節(jié)能宋健幾個(gè)博士生導(dǎo)師、教 授 ,擁有強(qiáng)大的技術(shù)力量 ,他們也有一批先進(jìn)的儀器和設(shè)備的配套 ,如汽車(chē)力學(xué)參數(shù)綜合試驗(yàn)臺(tái) ,彈射式?jīng)_擊試驗(yàn)床和滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái) ,模擬和校準(zhǔn)試驗(yàn)臺(tái) ,柯達(dá)高速圖像運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)、電液振動(dòng)臺(tái) ,直流電力測(cè)功機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)排放分析儀、工況的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和仿真、計(jì)算機(jī)工作站和亞當(dāng)斯 ,軟件思想 ,非接觸式速度計(jì)、噪聲測(cè)試系統(tǒng)、轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)、電動(dòng)汽車(chē)電池測(cè)試 ,電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)及其控制系統(tǒng)等。汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法仿真研究 3 實(shí)驗(yàn)室研究 造各種各樣的 ,其中 ,制量 ,不同的輪速信號(hào)抗干擾處理 ,輪速信號(hào)響應(yīng)的研究指出 ,防抱死制動(dòng)電磁閥動(dòng)作的研究在國(guó)內(nèi)的領(lǐng)先地位 車(chē)動(dòng)態(tài) 模擬國(guó)家 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的吉林大學(xué)為代表的四個(gè)院士 ,研究人員致力于汽車(chē)操縱穩(wěn)定性、汽車(chē)輪胎、汽車(chē)操縱動(dòng)力學(xué)模型、汽車(chē)輪胎穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)特性研究 ,在輪胎力學(xué)模型中 ,車(chē)輛操縱穩(wěn)定性和人 中國(guó)南方學(xué)院技術(shù)學(xué)院的交 通為代表的吳教授豪佳女士從事汽車(chē)安全與電子技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算的研究 ,在一個(gè)獨(dú)特的特性是 建立制動(dòng)壓力函數(shù) ,通過(guò)地面輪制動(dòng)力和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)方程來(lái)計(jì)算平均汽車(chē)制動(dòng)減速 ,車(chē)的速度 ,還可以通過(guò)計(jì)算輪缸等效應(yīng)力函數(shù)的防抱死制動(dòng)滑移率時(shí)。此外 ,在滑移率之間的 關(guān)系和粘附系數(shù)、車(chē)輛技術(shù)條件和試驗(yàn)方法有獨(dú)特的見(jiàn)解。 濟(jì)南程軍電子科技 公司為代表的 南程軍電子科技公司的 作者理論與實(shí)踐的汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng) (如幾本書(shū)，特別是在 國(guó)內(nèi) 外 ,他們都是基于仿真環(huán)境 基于 仿真車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制方面進(jìn)行了研究。 重慶形狀的產(chǎn)品包 括汽車(chē)、摩托車(chē)系列 類(lèi)型的 0多個(gè)品種 ,家實(shí)用新型技術(shù)專利 ,并正式列入國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目。西安市 括 認(rèn)為該技術(shù)已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平 。 山東重汽集團(tuán)引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行的研究也已取得了一些進(jìn)展。 重慶公路 研究所研制的適用于中型汽車(chē)的氣制動(dòng) 置已通過(guò)國(guó)家級(jí)技術(shù)鑒定 ,但各種制動(dòng)情況的適應(yīng)性還有待提高。 清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的適 用于介質(zhì)客車(chē)空氣制動(dòng) 應(yīng)用陶瓷材料將迅速擴(kuò)大 ,應(yīng)用金剛石、立方氮化硼超硬材料將進(jìn)一步擴(kuò)大 ,新的刀具材料的交貨時(shí)間會(huì)越來(lái)越短 ,品種新品牌的推出將越來(lái)越快。人們希望兩高速鋼 ,硬質(zhì)合金強(qiáng)度和韌性 ,硬度和耐磨性的超硬材料的新的刀具材料是完全可能的 。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 3 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)基本原理 動(dòng)時(shí)汽車(chē)的運(yùn)動(dòng) 動(dòng)時(shí)汽車(chē)受力 分析 汽車(chē)在制動(dòng)的過(guò)程中主要受到地面給汽車(chē)的作用力、風(fēng)的阻力和自身重力的作用。地面對(duì)汽車(chē)的作用力又分為 :作用在車(chē)輪上垂直于地面的支承力和作用在車(chē)輪上平行于地面的力。示。其中 地面作用在每個(gè)車(chē)輪上的地面制動(dòng)力，他的大小決定于路面的縱向附著系數(shù)和車(chē)輪所受的載荷。所有車(chē)輪上所受地面制動(dòng)力的總和作為地面給汽車(chē)的總的地面制動(dòng)力，他是使汽車(chē)在制動(dòng)時(shí)減速并停止的主要作用力。 地面作用在每個(gè)車(chē)輪上的側(cè)滑摩擦力，側(cè)滑摩擦力的大小取決于側(cè)向 附著系數(shù)和車(chē)輪所受的載荷，當(dāng)車(chē)輪抱死時(shí)，側(cè)滑摩擦力將變得很小，幾乎為零。汽車(chē)直線制動(dòng)時(shí)，若受到橫向干擾力的作用，如橫向風(fēng)力或路面不平，汽車(chē)將產(chǎn)生側(cè)滑摩擦力來(lái)保持汽車(chē)的直線行駛方向，如圖 a）所示。 圖 車(chē)直線和轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)的平面受力簡(jiǎn)圖 若汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)制動(dòng)或在制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)彎，也將產(chǎn)生側(cè)滑摩擦力使汽車(chē)能夠轉(zhuǎn)向，如圖 b)所示。地面制動(dòng)力決定制動(dòng)距離的長(zhǎng)短，側(cè)滑摩擦力則決定了汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。這里將作用在前輪上的側(cè)滑摩擦力稱為轉(zhuǎn)彎力，將作用在后輪上的側(cè)滑摩擦力稱為側(cè)向力。轉(zhuǎn)彎力和汽車(chē)的 方向操縱性有關(guān)，它保證了汽車(chē)能夠按照駕駛員的意愿轉(zhuǎn)向 ;側(cè)向力和汽車(chē)的方向穩(wěn)定性有關(guān)，它保證了汽車(chē)的行進(jìn)方向。轉(zhuǎn)彎力越大，汽車(chē)的方向操縱性越好 ;側(cè)向力越大，汽車(chē)的方向穩(wěn)定性越好。 正如上面提到的 ,應(yīng)用適當(dāng)?shù)闹苿?dòng) ,可以有效地把車(chē)停下來(lái)。制動(dòng)強(qiáng)度太大 ,是汽車(chē)的主要原因有各種危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此 ,汽車(chē) ,根據(jù)冰雪路、壞路、水、濕路 ,干路 ,直路 ,彎曲的道路 ,道路狀況 ,如根據(jù)車(chē)輛的速度和方向角的駕駛條件操作 ,必須剎車(chē) ,注意不要讓車(chē)輪鎖 。 輪抱死時(shí)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)情況 車(chē)輪抱死時(shí)汽車(chē)所受到的側(cè)滑摩擦力將會(huì)變的很小，這 將使汽車(chē)制動(dòng)時(shí)保持方向操縱性和方向穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)彎力和側(cè)向力變的很小，使汽車(chē)在制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)一些危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法仿真研究 5 對(duì) 統(tǒng)來(lái)說(shuō)，就是要防止這些危險(xiǎn)情況的出現(xiàn)。下面從汽車(chē)在一種路面上直線和轉(zhuǎn)彎制動(dòng)兩方面簡(jiǎn)單討論一下當(dāng)車(chē)輪抱死時(shí)汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況。 （ 1） 汽車(chē)在一種路面上直線運(yùn)動(dòng)制動(dòng)車(chē)輪抱死時(shí)可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況如圖 示。圖 a)為只有前輪抱死時(shí)，由于前輪的轉(zhuǎn)彎力基本為零，無(wú)法進(jìn)行正常的轉(zhuǎn)向操作。為制動(dòng)時(shí)前輪全部抱死而后輪不抱死汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況示意，當(dāng)前輪抱死時(shí)轉(zhuǎn)彎力為零，駕駛員無(wú)法控制汽車(chē)的方向使汽車(chē)轉(zhuǎn)向來(lái)避讓前方 的障礙物，這時(shí)由于汽車(chē)后輪不抱死，所以汽車(chē)仍具有側(cè)向力來(lái)維持方向穩(wěn)定性。圖 b)為只有后輪抱死時(shí)，后輪的側(cè)向力接近于零，汽車(chē)仍具有方向操縱性，但會(huì)因后輪抱死而失去方向穩(wěn)定性使汽車(chē)側(cè)滑。汽車(chē)不能保持原來(lái)的行駛方向，由于離心力和前輪轉(zhuǎn)向力的作用，汽車(chē)將一面旋轉(zhuǎn)一面沿曲線行駛(這種運(yùn)動(dòng)叫外旋轉(zhuǎn) )。圖 c)為前后車(chē)輪全部抱死時(shí)時(shí)轉(zhuǎn)彎力和側(cè)向力都為零，這種狀態(tài)很不穩(wěn)定，路面不均勻、左右輪地面制動(dòng)力不相等時(shí)，即使對(duì)汽車(chē)施加很小的偏轉(zhuǎn)力矩，汽車(chē)就會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而處于危險(xiǎn)狀態(tài)，在不規(guī)則旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中將制動(dòng)釋 放，汽車(chē)就會(huì)沿著瞬時(shí)行駛方向急速駛出，這也是很危險(xiǎn)的 。 （ 2） 汽車(chē)在一種路面上轉(zhuǎn)彎制動(dòng)車(chē)輪抱死時(shí)可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況如圖 示。所有這些運(yùn)動(dòng)情況若在制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)，都是極其危險(xiǎn)的。 圖 車(chē)直線制動(dòng)車(chē)輪抱死時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 圖 車(chē)轉(zhuǎn)彎制動(dòng)車(chē)輪抱死時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況 移率定義 通常 ， 汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中存在著兩種阻力 ： 一種阻力是制動(dòng)器摩擦片與制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤(pán)之間產(chǎn)生的摩擦阻力 ， 這種阻力稱為制動(dòng)系統(tǒng)的阻力 ， 由于它提供制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力 ,因此也稱為制動(dòng)系制動(dòng)力 ； 另一種阻力是輪胎與道路表面之間產(chǎn)生的摩擦阻 力 ， 也稱為地面制動(dòng)力。地面對(duì)輪胎切向反作用力的極限值稱為輪胎 - 道路附著力 ， 大小等于地面對(duì)輪胎的法向反作用力與輪胎 - 道路附著系數(shù)的乘積。如果制動(dòng)系制動(dòng)力小于輪胎 - 道路附著力 ，則汽車(chē)制動(dòng)時(shí)會(huì)保持穩(wěn)定狀態(tài) ， 反之 ， 如果制動(dòng)系制動(dòng)力大于輪胎 - 道路附著力 ， 則汽車(chē)制動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)車(chē)輪抱死和滑移。 地面制動(dòng)力受地面附著系數(shù)的制約。當(dāng)制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)系制動(dòng)力增大到一定值 (大于附著力 )時(shí) ,汽車(chē)輪胎將在地面上出現(xiàn)滑移。汽車(chē)的實(shí)際車(chē)速與車(chē)輪滾動(dòng)的圓周速度之間的差異稱為車(chē)輪的滑移率。 滑移率 10 （ 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 式中 : 滑移率 ; 汽車(chē)的理論速度 (車(chē)輪中心的速度 ) ; 汽車(chē)車(chē)輪的角速度 ; r 汽車(chē)車(chē)輪的滾動(dòng)半徑。 由上式可知 :當(dāng)車(chē)輪中心的速度 (即汽車(chē)的實(shí)際車(chē)速 ) 于車(chē)輪的角速度 和車(chē)輪滾動(dòng)半徑 r 乘積時(shí) ,滑移率為零 ( 0) ,車(chē)輪為純滾動(dòng) ;當(dāng) = 0時(shí) , 100 % ,車(chē)輪完全抱死而作純滑 動(dòng) ;當(dāng) 0 值越大。 應(yīng)當(dāng)指出，若 扇形的徑向?qū)挾冗^(guò)大，襯塊摩擦面上各不同半徑處的滑磨速度相差太遠(yuǎn)，磨損將不均勻，因而單位壓力分布均勻這一假設(shè)條件不能成立，則上述計(jì)算方法也就不適用。 制動(dòng)盤(pán)工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到下述要求：平面度允差為 面粗糙度為 m，兩摩擦表面的平行度不應(yīng)大于 0 05動(dòng)盤(pán)的端面圓跳動(dòng)不應(yīng)大于 常制動(dòng)盤(pán)采用摩擦性能良好的珠光體灰鑄鐵制造。為保證有足夠的強(qiáng)度和耐磨性能，其牌號(hào)不應(yīng)低于 方程 213132234 df p 圖 系統(tǒng) p 型 輪模型的動(dòng)力學(xué)方程 假設(shè)單論模型的質(zhì)量為 m，車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 I，車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)角速度為 w，地面的制動(dòng)力為 用于車(chē)輪的制動(dòng)力矩為 設(shè)向左為速度正方向，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎?，忽?了 空氣阻力和滾動(dòng)阻力，則有以下方程： （ r （ F （ 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法仿真研究 21 為了使問(wèn)題 進(jìn)一步簡(jiǎn)化，可作如下假設(shè)： （ 1） 認(rèn)為車(chē)輪抱死得很快，忽略其車(chē)速的降低； （ 2） 認(rèn)為車(chē)輪載荷是一個(gè)常數(shù)， （ 3） 如圖所示，附著系數(shù)隨滑移率變化曲線近似的用兩段直線段來(lái)表示，即 當(dāng) 0時(shí)， （ 當(dāng) 1時(shí)， ( 1 ) ( )1b p （ 圖 著力系數(shù)b隨滑移率式（ （ 的程序模型： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 圖 子系統(tǒng)bSb的模型 車(chē)身速度由下式確定： （ 0（ 車(chē)輪速度，即切線速度可由下式確定： （ b 0（ 由（ （ 在 的程序模型如下： 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法仿真研究 23 圖 系統(tǒng) v 的模型 由（ （ 在 的程序模型如下： 圖 系統(tǒng) w 的模型 滑移率公式在 的模型如下： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 圖 系統(tǒng) v ， w 建立無(wú) 動(dòng)的模型 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法仿真研究 25 *u(1)+001/71/無(wú) 置的制動(dòng)系統(tǒng)的汽車(chē)制動(dòng)過(guò) 程的模型 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 建立汽車(chē) 動(dòng)模型 關(guān)控制的 統(tǒng)仿真 開(kāi)關(guān)控制模式曾經(jīng)預(yù)期輸出 的閾值設(shè)置 ,可以使輸出的控制量使錯(cuò)誤減少的方向運(yùn)動(dòng)。汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的汽車(chē)開(kāi)關(guān)控制器的閾值是預(yù)期車(chē)輪滑移率 ,控制器的輸入變量是車(chē)輪滑移率誤差 ,預(yù)期的車(chē)輪滑移率和實(shí)際的不同的車(chē)輪滑移率 ： 0當(dāng)車(chē)輪 的 滑移率誤差 值 0e 時(shí)， 反應(yīng)后 輸出控制 量 1u ； 當(dāng)車(chē)輪 得 滑移率誤差 值 0e 時(shí)， 反應(yīng)后 輸出控制量 0u ； 當(dāng)車(chē)輪 得 滑移率誤差 值 0e 時(shí)， 反應(yīng)后 輸出控制量 1u 。 開(kāi)關(guān)控制 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法仿真研究 27 *u(1)+001/71/a）開(kāi)關(guān)控制 型 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 圖 b）開(kāi)關(guān)控制器子系統(tǒng)模型 D 控 制的 統(tǒng)仿真 實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制的 制是最簡(jiǎn)單的算法 ,它只需要適當(dāng)?shù)卦O(shè)置比例、積分、微分系數(shù)。一個(gè)滑動(dòng)率的設(shè)定目標(biāo) ,控制誤差 ： 0則 控制規(guī)律可表示為 : 0使用最廣泛的一種控制方式。其最大的優(yōu)點(diǎn)是不需要知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型 ,只 要在線設(shè)置控制器參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn) ,可以得到滿意的結(jié)果 ,且易于實(shí)現(xiàn)。它的缺乏是控制對(duì)象參數(shù)變化敏感 ,控制對(duì)象和延時(shí)控制效果較差。簡(jiǎn)單的 它必須具有的功能參數(shù)設(shè)置控制器在線。同時(shí) ,選擇 p,增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度。 汽車(chē) 根據(jù) 統(tǒng) ,一組最優(yōu)參數(shù) i,快的方式 ,使車(chē)輪滑移率為了接近目標(biāo)設(shè)定 : 0 經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，得出參數(shù) 1111、 2 和 2 汽車(chē) 防抱死制動(dòng) 系統(tǒng) 制的控制規(guī)律可 用方程 表示為 : d 212111110 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法仿真研究 29 制 統(tǒng)模型如圖所示 : *u(1)+001/01/a） 制 型 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 30 1P co n t r o -m g 20 . 2S b 01sI n t e g r a t o a i n 212G a i n 1- K -G a i nd u / d tD e r i va t i b） 制器子系統(tǒng)模型 限控制 系統(tǒng)仿真 門(mén)限控制 行的是 反饋循環(huán)控制，在制動(dòng)過(guò)程中計(jì)算出瞬時(shí)的滑移率和角加速度數(shù)值， 進(jìn)而 與 設(shè) 定的兩個(gè) 控制門(mén)限值進(jìn)行比較，作為控制信號(hào)，及時(shí)實(shí)施相應(yīng)的控制，使得車(chē) 速與輪速產(chǎn)生 的合理變化，從而 將 滑移率 控制 在 20%左右，獲得 輪胎與路面的 較高縱向 附著系數(shù) 和較高的側(cè)向附著系數(shù)， 充分發(fā)揮輪胎與路面間的附著能 力 ，很好的降低了汽車(chē)的制動(dòng)距離。 門(mén)限值 控制 統(tǒng)模型如圖所示 圖 a）門(mén)限控制 型 汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法仿真研究 31 圖 b）門(mén)限控制子系統(tǒng)模型 真的參數(shù)及結(jié)果 真參數(shù) 建立汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，為了簡(jiǎn)化模型 來(lái) 進(jìn)行基本控制策略的研究，在僅 進(jìn)行 分析 行如下的假設(shè) : (1)車(chē)身 、 底盤(pán)與所 汽車(chē) 運(yùn)載物體為 整體 ，汽車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí) 不產(chǎn)生 任何彈性形變 ； (2)汽車(chē)輪胎沒(méi)有任何形變 ； (3)輪胎和車(chē)軸連接只考慮轉(zhuǎn)動(dòng)特性 ； (4)路面 是絕對(duì) 平整 的； (5)車(chē)輛 進(jìn)行 直線 行駛 ， 沒(méi)有 偏轉(zhuǎn)， 不產(chǎn)生 側(cè)向運(yùn)動(dòng) ； (6)每個(gè)車(chē)輪所 承受的力是完全 相等 的。 在以上 的一系列 理想情況的 前提 下 ，為方便研究 我們 在 這邊 僅 對(duì) 四分之一的車(chē)輛模型進(jìn)行研究分析。 我們 在使用 件 進(jìn)行仿真時(shí)， 對(duì) 仿真結(jié)果輸出 有影響 的因素 包括 仿真 開(kāi)始的時(shí)間、結(jié)束 的 時(shí)間和 仿真步長(zhǎng)。 正常情況下 來(lái)講， 一般汽車(chē) 制動(dòng)后 7此我們這邊 初始時(shí)間 取 為 0s，結(jié)束 的 時(shí)間為 仿真 的 步長(zhǎng) 50f i n a l s t a r 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 32 表 4 1 單輪制動(dòng)仿真參數(shù) 參數(shù) 符號(hào) 單位 數(shù)值 車(chē)輪質(zhì)量 M 00 車(chē)輪動(dòng)力半徑 r m 輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Iz