利用驾驶模拟器对制动防抱系统的研究及开发[硕士论文]

利用驾驶模拟器对制动防抱系统的研究及开发:防抱制动系统（简称 ABS）作为一种改善汽车制动性和车辆操纵性的装置，能够最大限度地保证车辆紧急制动时的操纵稳定性和制动性能。ABS 控制逻辑种类较多，但目前车辆上比较实用且有效的控制逻辑为逻辑门限值控制。在研究制动防抱控制系统时，一般的方法是首先在微机上进行仿真研究，应用单纯的仿真数据绘制成仿真曲线来进行分析，实时性差并且判别较单一。本文利用实验室的驾驶模拟器对制动防抱系统进行了研究和开发，通过模拟器试验，验证了控制逻辑的正确性。在液压系统模型的基础上，研究了制动过程中液压系统的变化特性，分析了路面识别时间段内轮缸内的液压、车轮角加速度的变化和路面附着三者之间的关系，通过辨识找到了车轮角加速度变化与路面附着系数之间的关系。通过试验分析，得出了一些对控制参数进行调控的经验和规律。为今后在对新车型进行ABS 匹配时提供了重要的帮助。本文利用驾驶模拟器开发出的ABS 控制系统仿真模块可以应用于驾驶模拟器，使驾驶模拟器的动力学模型得到了进一步的完善。同时，也为今后利用驾驶模拟器开发别的车用控制系统提供了平台和经验。

§1.1 汽车防抱制动系统（ABS）的发展历史及现状.. 1
1.1.1 ABS 的发展和应用..1
1.1.2 ABS 的发展方向2
1.1.3 ABS 的理论研究3
§1.2 利用驾驶模拟器对ABS 进行研究、开发的意义. 5
§1.3 本文研究的主要内容.. 7
第二章 ABS 的原理和结构、控制方式及性能评价 9
§ 2.1 汽车防抱制动控制的基本原理.. 9
§ 2.2 汽车防抱制动系统的基本结构. 12
§ 2.3 汽车防抱制动系统的控制方式. 15
2.3.1 逻辑门限值控制..16
2.3.2 PID 控制16
2.3.3 滑模变结构控制..16
2.3.4 模糊控制..17
§2.4 各种控制方式的比较. 18
§2.5 逻辑门限值方法的基本控制策略 19
2.5.1 实际防抱控制过程的相平面分析.20
2.5.2 防抱控制过程的具体分析.22
§2.6 ABS 系统控制性能的评价 26
2.6.1 道路试验评价测定方法..26
2.6.2 基于制动效率的评价方法.26
2.6.3 基于制动距离的评价方法.27
2.6.4 基于制动性能的评价方法.27
2.6.5 各种评价方法的比较28
§2.7 本章小结.. 28
第三章 ABS 动力学系统模型.. 29
§3.1 车辆系统模型.. 29
§3.2 轮胎力学模型.. 32
§3.3 制动器力学模型 34
§3.4 制动系统中踏板力与主缸压力间的函数模型 37
§3.5 ABS 机构模型.. 38
3.5.1 控制器模型 38
3.5.2 液压系统模型. 38
§3.6 路面附着条件模型. 40
§3.7 本章小结 42
第四章 路面附着系数识别 . 43
§4.1 ABS 液压系统动态特性 44
§4.2 参考车速的定义 47
§4.3 路面附着系数识别. 49
§4.4 本章小结 54
第五章 利用驾驶模拟器对制动防抱死系统的开发及试验结果分析 .. 55
§5.1 汽车驾驶模拟器简介. 55
§5.2 控制系统的评价.. 58
§5.3 制动防抱控制系统在模拟器上的试验分析. 60
5.3.1 制动防抱系统中各控制参数对制动性能的影响.61
5.3.2 ABS 控制模块在模拟器上的试验曲线.67