買文檔就送您 01339828或 11970985 摘 要 計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用為 制技術(shù)的應(yīng)用提供了一種高效技術(shù)手段?？朔说缆吩囼炘靸r高、周期長等缺點。本文建立了 制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)仿真模型，包括整車動力學(xué)模型、輪胎模型、制動系統(tǒng)模型，其利用 仿真功能建立了相應(yīng)的仿真模塊。根據(jù) 制理論建立了以滑移率為基準的 制器。將車輛動力學(xué)仿真模塊，輪胎仿真模塊，制動系統(tǒng)仿真模塊與控制器模塊組合搭建了 制系統(tǒng)仿真模型。在不同的路面狀況下模擬出不同的路面附著系數(shù)曲線。以 制器控制進行模擬路況下的制動仿真評測。 并對不同路面的仿真結(jié)果進行分析比較，在與實驗數(shù)據(jù)的對比中驗證模型的正確性。此外還討論了影響 制技術(shù)的因素，分析了 制的控制方法，分析結(jié)果顯示基于 制的 統(tǒng)穩(wěn)定性較好、具有良好的低速控制性能和較高的附著系數(shù)利用率。 關(guān)鍵詞 : 制技術(shù)；數(shù)學(xué)建模；仿真；道路實驗 買文檔就送您 01339828或 11970985 of BS a of of In BS to of up a on of a on ID to a BS In to of of to of BS of of ID ID is of of 文檔就送您 01339828或 11970985 目 錄 摘要 第 1 章 緒論 1 究的目的與意義 1 內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 2 制技術(shù)數(shù)學(xué)建模的現(xiàn)狀 2 真技術(shù)的現(xiàn) 狀 3 究的主要內(nèi)容 4 第 2 章 述 5 成 5 制原理 7 能要求 8 能評價指標(biāo) 10 制技術(shù)的計算機仿真評價方法 10 章小結(jié) 12 第 3 章 制系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模 13 車動力學(xué)數(shù)學(xué)模型的建立 13 車動力學(xué)數(shù)學(xué)模型簡介 13 輪車輛數(shù)學(xué)模型的建立 16 輪車輛數(shù)學(xué)模型的建立 15 胎數(shù)學(xué)模型的建立 17 論模型的建立 17 線性模型的建立 19 動防抱死系統(tǒng)模型的建立 錯誤 !未定義書簽。 章小結(jié) 錯誤 !未定義書簽。 第 4 章 制系統(tǒng)仿真模型 錯誤 !未定義書簽。 買文檔就送您 01339828或 11970985 述 錯誤 !未定義書簽。 真模型 錯誤 !未定義書簽。 車動力學(xué)的模型建立 錯誤 !未定義書簽。 胎的模型建立 錯誤 !未定義書簽。 動防抱死系統(tǒng)的模型建立 27 章小結(jié) 28 第 5 章 制技術(shù)的控制方法及控制器的仿真設(shè)計 29 制技術(shù)的控制邏輯 29 制的方法 30 制器 仿真模型 錯誤 !未定義書簽。 章小結(jié) 錯誤 !未定義書簽。 第 6 章 制技術(shù)仿真結(jié)果與分析 錯誤 !未定義書簽。 制技術(shù)的 總體仿真模型 錯誤 !未定義書簽。 真參數(shù)的確定 錯誤 !未定義書簽。 真結(jié)果與分析 錯誤 !未定義書簽。 真結(jié)果 錯誤 !未定義書簽。 真分析 39 章小結(jié) 40 結(jié)論 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 42 致謝 45 附錄 46 買文檔就送您 01339828或 11970985 1 第 1章 緒 論 究的目的與意義 防抱死制動系統(tǒng)的英文縮寫，其全稱是 用該系統(tǒng)在制動過程中自動調(diào)節(jié)制動力 的大小，防止車輪抱死，以取得最佳制動效果。 發(fā)人員在汽車匹配試驗前利用計算機對實際的 制系統(tǒng)進行建模，可以縮短 匹配周期，并將試車的風(fēng)險降到最低。汽車 發(fā)人員可以先在計算機上通過搭建模塊對多種控制算法進行仿真，利用對各個參數(shù)的調(diào)整得到有效數(shù)據(jù)，為上車匹配實驗帶來方便。 制系統(tǒng)建模和仿真方法的發(fā)展可進一步提高 統(tǒng)的準確性、安全性及靈活性，簡化其結(jié)構(gòu)，提高性價比并優(yōu)化其控制方法。 當(dāng)代由于 術(shù)的發(fā)展較快并且對汽車行駛性能要求的提高， 制技術(shù)變得十分普及。正是由 于 用得如此廣泛，研究怎樣更加有效地評價 行對 設(shè)計開發(fā)和優(yōu)化性能便顯得至關(guān)重要。更是由于傳統(tǒng)的道路實驗法造價高、周期長、可重復(fù)性差等因素的存在，因此尋求一種低成本高效率的 制技術(shù)的性能檢測變得非常必要?，F(xiàn)今計算機科技的飛速發(fā)展，為這類問題的解決提供了一種有效的技術(shù)的可能。運用計算機建模與仿真技術(shù)代替道路試驗進行控制技術(shù)測試成為了研究 制技術(shù)性能的必然趨勢 1。 制技術(shù)的數(shù)學(xué)建模與計算機仿真是通過對 行動力學(xué)分析，研究工作原理與各種控制邏 輯，并建立與之相關(guān)的模型。之后利用計算機軟件（ 具將建立的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為仿真模型并搭建成需要的仿真系統(tǒng)，進行系統(tǒng)仿真測試。得出仿真結(jié)果并通過分析其仿真的結(jié)果，來研究 制邏輯的控制特點，研究路面狀況、電磁閥響應(yīng)時間和車輪轉(zhuǎn)動慣量等對 制系統(tǒng)性能的影響。為 制系統(tǒng)的設(shè)計，控制邏輯的選擇和今后發(fā)展的趨勢提供必要的基礎(chǔ)。 買文檔就送您 01339828或 11970985 2 內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 汽車 增壓和減壓三種狀態(tài)間進行切換 ， 因此實際 與離散系統(tǒng)構(gòu)成的混合系統(tǒng) 。 應(yīng)用有限狀態(tài)機方法在 并對混合系統(tǒng)的模型進行仿真研究將仿真結(jié)果應(yīng)用于指導(dǎo) 制技術(shù)數(shù)學(xué)建模的現(xiàn)狀 對于所研究的對象或問題，首先需要根據(jù)仿真所要達到的目的抽象出一個確定的系統(tǒng)，并且要給出這個系統(tǒng)的邊界條件和約束條件。在這之后，需要利用各種相關(guān)學(xué)科的知識，把所抽象出來的系統(tǒng)用數(shù)學(xué)的表達式描述出來，描述的內(nèi)容，就是所謂的“數(shù)學(xué)模型”。這個模型是進行計算機仿真的核心。 在各種建模的研究中車輛動力學(xué)數(shù)學(xué)建模 的研究起步較早，理論相對成熟，精確度叫高。利用牛頓矢量力學(xué)體系和動量力矩定理與利用拉格朗日的分析力學(xué)體系兩種方法是比較傳統(tǒng)的系統(tǒng)運動模型的建立方法。而運用虛功原理和高斯原理在帶有非完整約束的質(zhì)點系的系統(tǒng)建模的應(yīng)用也較多。在針對不同問題時以上系統(tǒng)模型的建立各有優(yōu)缺。伴隨研究車輛數(shù)學(xué)模型的深入，在車輛動力學(xué)模型的建立、輪胎模型的建立和制動器模型的建立等方面已初步形成了一定的理論體系。 在建立車輛動力學(xué)模型中，比較多的是根據(jù)牛頓力學(xué)建立模型。常用的車輛動力學(xué)模型主要有四輪車輛模型、雙輪車輛模型和單輪車輛模型。四輪 模型多數(shù)用于描述復(fù)雜的動力學(xué)特性，在轉(zhuǎn)彎制動，橫向動力學(xué)控制模擬的研究中應(yīng)用的較多。與四輪模型相比雙輪模型不考慮車輛橫向運動，因此多可見于模擬直線制動和驅(qū)動問題，研究車輛制動時的軸荷分配， 邏輯控制等問題的解決中。而在基于模型控制的分析和設(shè)計的問題上多用單輪模型。 物理模型與經(jīng)驗?zāi)Ｐ褪莾煞N常用的輪胎模型。物理模型利用輪胎結(jié)構(gòu)與形變力學(xué)公式，模擬建立剪切力和回正力矩與相應(yīng)參數(shù)三者之間的函數(shù)關(guān)系式。經(jīng)驗?zāi)Ｐ屠脤Υ罅繉嶒灁?shù)據(jù)進行回歸分析，近似的擬合得出含參表達式。 所建立輪胎理論模型的精度很高的是對輪胎模型 理論進行大量深入細致的研究的吉林大學(xué)汽車動態(tài)模擬國家重點實驗室。 建立理想的模型難度較大的是制動系統(tǒng)模型的建立。由于制動系統(tǒng)分為氣動系買文檔就送您 01339828或 11970985 3 統(tǒng)和液壓制動系統(tǒng)，而這兩個無論哪種系統(tǒng)都比較復(fù)雜。將實物接入系統(tǒng)是這一部分混合仿真的常用手段。雖然制動模型的建模難度較大，但學(xué)術(shù)界在多年的實踐和探索中還是形成了一套較完備制動系統(tǒng)的建模理論，產(chǎn)生了理論建模、辨識建模、試驗建模等多種建模方法。 之外還有驅(qū)動系統(tǒng)模型、路面模型等基本模型，在不同的仿真中對這些模型有不同的應(yīng)用。描述車輛系統(tǒng)的另外一個重要方面：人 駛員模型） 的理論建模上還存在很大缺陷，理論遠不成熟，其人（駕駛員）思維的不確定性成為了現(xiàn)今在仿真研究上的一大難點。 真技術(shù)的現(xiàn)狀 將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為計算機可接受的形式是計算機模擬仿真的中心過程。常用仿真軟件包括 。 可用于動力學(xué)系統(tǒng)建模也用于控制系統(tǒng)建模。 有強大的圖形建模功能，因此根據(jù)數(shù)學(xué)模型可以方便的建立車輛動力系統(tǒng)、制動器和輪胎等的仿真模塊。 對于需要研究的對象，計算機一般是不能直接認知和處理的，這就要求為之建立一個既 能反映所研究對象的實質(zhì)，又易于被計算機處理的數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型將研究對象的實質(zhì)抽象出來，計算機再來處理這些經(jīng)過抽象的數(shù)學(xué)模型，并通過輸出這些模型的相關(guān)數(shù)據(jù)來展現(xiàn)研究對象的某些特質(zhì)。通過對這些輸出量的分析，就可以更加清楚的認識研究對象。通過這個關(guān)系還可以看出，數(shù)學(xué)建模的精準程度是決定計算機仿真精度的最關(guān)鍵因素。從模型這個角度出發(fā)，可以將計算機仿真的實現(xiàn)分為三個大的步驟：模型的建立，模型的轉(zhuǎn)換和模型的仿真實驗。 混合仿真模擬和純計算機模擬是計算機仿真模擬系統(tǒng)的兩種模擬形式?；旌戏抡嫱ǔＳ绍浖到y(tǒng)、接口系統(tǒng)及實際 件 3 個子系統(tǒng)組成。軟件系統(tǒng)主要是在以軟件方式在計算機內(nèi)部運行車輛系統(tǒng)模型、輪胎力學(xué)模型、制動器模型和道路模型等模型。接口系統(tǒng)是實現(xiàn)軟件系統(tǒng)和實際部件連接功能的部分，包括各種傳感器，信號模擬裝置以及一些電路 。 軟件系統(tǒng)通過接口系統(tǒng)與實際 連接，組成一個完整的 算機仿真系統(tǒng) 2。純計算機模擬從字面上理解就是是將混合模擬系統(tǒng)中的硬件全部建立計算機仿真模型，不依賴與外部硬件結(jié)構(gòu)進行仿真。其主旨是功能上實現(xiàn) 作過程的模擬仿真。 買文檔就送您 01339828或 11970985 4 究的主要內(nèi)容 （ 1） 對 制技術(shù)進行數(shù)學(xué)建模，建立整車動力學(xué)模型 、輪胎模型、制動系統(tǒng)模型、 制器模型； （ 2） 利用 計算機仿真 ， 建立車輛動力學(xué)仿真模塊、制動器仿真模塊、輪胎模型仿真模塊； （ 3） 依據(jù) 制方法完成控制器模型的設(shè)計； （ 4） 對汽車 合仿真系統(tǒng)進行總體布局設(shè)計； （ 5） 應(yīng)用計算機仿真得出的結(jié)果并分析，得出 制方法在 動方面的控制效能，并找出 影響 制的相關(guān)因素及其變化時對 作影響。 買文檔就送您 01339828或 11970985 5 第 2章 述 成 常由 制動系統(tǒng) (真空助力裝置有些沒有 )外，另增加了液壓調(diào)節(jié)器 (帶液壓油泵 )、車輪轉(zhuǎn)速傳感器、電控單元 (電路，報警燈等裝置 組成。不同的 動壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和工作原理并不完全相同 。圖 一種較為典型的動系統(tǒng)示意。 12345678910示燈； 1112314圖 型 制動系統(tǒng)示意 圖 1、 輪速傳感器 輪速傳感器用于檢測車輪轉(zhuǎn)速，并將輪速變?yōu)殡娦盘栞斔徒o 速傳感器分為電磁感應(yīng)式和霍爾效應(yīng)式兩種。 買文檔就送您 01339828或 11970985 6 電磁感應(yīng)式車輪轉(zhuǎn)速傳感器它是通過線圈的磁通變化，感應(yīng)出脈沖電壓信號的裝置。電磁感應(yīng)式車輪轉(zhuǎn)速傳感器。由磁感應(yīng)傳感頭和齒圈兩部分組成 ， 傳感頭為靜止部件，由永久磁鐵、感應(yīng)線圈和磁極 (極軸 )構(gòu)成，安裝在每個車輪的托架上，有兩根引線 (屏蔽線 )接至電控單元。齒圈為運動部件，安裝在輪轂或輪軸上，和車輪一起旋轉(zhuǎn)。其齒數(shù)的多少與車型及電控單元有關(guān)，不同車型的 置不通用。根據(jù)極軸的結(jié)構(gòu)形式不同，電 磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器又分為鑿式和柱式等當(dāng)齒圈隨車輪旋轉(zhuǎn)時，由于磁極及齒圈間的間隙發(fā)生變化 (齒頂、齒根 )，使得通過線圈的磁通發(fā)生變化，從而在線圈上感應(yīng)出一交流電動勢，其頻率與車輪轉(zhuǎn)速成正比，電動勢的大小 (振幅 )也與轉(zhuǎn)速成正比 3。如達科 (司生產(chǎn)的 電磁感應(yīng)式傳感器在低速及高速時的電壓信號變化為 9 V 電控單元依據(jù)此信號頻率確定轉(zhuǎn)速，并測算出瞬時制動減速度及制動滑移率，從而控制制動液壓，防止車輪抱死。 霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器由傳感頭和齒圈兩部分構(gòu)成。傳感頭由永磁體、霍爾元件和電子電路等 組成。 齒圈隨車輪轉(zhuǎn)動時，使得穿過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，從而產(chǎn)生霍爾電壓 (毫伏級準正弦波電壓 )，此電壓信號再由電子電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準的脈沖電壓信號輸入電控單元。 2、 制動壓力調(diào)節(jié)裝置 (制動壓力調(diào)節(jié)裝置的作用是根據(jù) 指令，調(diào)節(jié)各個車輪制動器的制動壓力。 常用制動系統(tǒng)有液 壓式、機械式、氣壓式和空氣液壓復(fù)合式等。 液壓循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器主要由一只電動泵、儲能器、八個電磁閥等構(gòu)成一個整體。八個電磁閥分別控制通往前后輪的四個管路的油壓，每個管路中一對電磁閥中的一個是常開進油閥，另一個是常閉出油閥。 八個電磁閥的開閉由電控單元控制。電動泵兩端的進出油路上分別設(shè)置有一個吸入閥和壓力閥。儲能器和電動泵并聯(lián)，用以存儲從制動工作缸流回的制動液，并減輕油壓的脈動。 3、 電子控制單元 (硬件和軟件兩部分組成， 硬件是安裝在 印制電路板上的各元器件及線路，軟件則是固存在只讀存儲器中的一系列控制程序。 制動防抱死系統(tǒng)的控制中樞， 主要功能是把各車輪轉(zhuǎn)速傳感器傳來的信號進行比較、分析和判別 ,買文檔就送您 01339828或 11970985 7 再通過精確計算得出車輪制動時的滑移狀況，形成相應(yīng)的指令，控制制動液壓力調(diào)節(jié)裝置及其他裝置 (如副節(jié)氣 門、步進電動機等 )對制動液壓力進行調(diào)節(jié) ,使進入制動分泵中的制動液以最合適的壓力值來控制各車輪的轉(zhuǎn)速，將滑移率控制在 10%到 25%的范圍內(nèi)，以達到最佳制動效果。 制原理 汽車制動過程是由汽車制動力矩與地面附著力構(gòu)成的動力學(xué)系統(tǒng)來描述的，而地面附著力是由輪胎與地面相互作用而產(chǎn)生的，汽車在制動過程中，車輪將產(chǎn)生滑移。 當(dāng)滑移率為零時，車輪處于自由滾動狀態(tài)，這時沒有制動力作用。在制動力作用下，滑移率達到 100%使車輪抱死，而對大多數(shù)情況而言，車輪滑移率在某個特定值下有最大的附著力系數(shù) 4。制動目的的之一 是為了達到最短的制動距離，若車輪滑移率維持在峰值附著系數(shù)處就可以得到最大的地面附著力，即最短的制動距離。同時在峰值附著力系數(shù)處的側(cè)向力也較大，對維持汽車的制動穩(wěn)定性十分有利。而統(tǒng)具有峰值附著力系數(shù)的最佳滑移點。 另一方面，在制動過程中，實際輪胎經(jīng)常會受到側(cè)向力而發(fā)生側(cè)偏移和側(cè)滑移現(xiàn)象，如制動時避免障礙物，轉(zhuǎn)彎制動，在分離附著系數(shù)路面上等。如從制動穩(wěn)定性的角度來說，在轉(zhuǎn)彎制動的情況下，前輪首先抱死時，則汽車的側(cè)向力減小，車輪失去轉(zhuǎn)向能力，汽車將沿軌跡的切向方向拋出，使汽車失控。當(dāng)后輪抱死時，汽車將產(chǎn)生 較大的側(cè)擺力矩，導(dǎo)致汽車失穩(wěn)。因此在制動狀態(tài)下要想同時得到最短制動距離和最短制動穩(wěn)定性，則應(yīng)使汽車滑移率保持在峰值附著力系數(shù)附近。但在實際制動過程中汽車駕駛員很難做到這一點，而且在緊急制動情況下汽車駕駛員更難顧及這種最佳操作，而 統(tǒng)恰恰可以實現(xiàn)這一目的。 大多數(shù) 統(tǒng)采用邏輯門限制的控制方法。其基本原理是將汽車車輪的減速度和加速度作為主要控制門限，將汽車車輪的滑移率作為輔助控制門限。因為若僅采用其中任何一種門限作為 動控制，都存在較大的局限性。將車輪的加，減速度控制門限和滑移率控制門限值結(jié)合 起來，就有助于對路面情況的識別，提高系統(tǒng)的自適應(yīng)控制能力。防抱死邏輯使滑移率在車輪峰值附著力系數(shù)附近波動，從而獲得較大的車輪縱向和側(cè)向力，使汽車同時具有較短的制動距離和制動穩(wěn)定性。 01339828或 11970985 8 系統(tǒng)的基本控制原理如圖 示。 圖 統(tǒng)的基本控制原理圖 在制動的初始階段，隨著汽車駕駛員踏下制動踏板，制動壓力上升，車輪產(chǎn)生制動減速度。當(dāng)車輪達到某一減速度值時（即 A 點），說明車輪有抱死傾向，車輪狀態(tài)已處于不穩(wěn)定的區(qū)域。此時，電子控制單元命令制動力矩減小，即進行壓力釋放。這時車輪由于慣性力及機械系統(tǒng)滯 后仍有一段制動減速度下降，隨后制動減速度開始上升，最終產(chǎn)生車輪角加速度。這表明車輪已恢復(fù)到穩(wěn)定的車輪特性區(qū)域內(nèi)，如果繼續(xù)進行制動壓力釋放就會導(dǎo)致車輪附著力系數(shù)減小，并最終使制動力喪失。而當(dāng)車輪達到穩(wěn)定區(qū)域時，希望汽車盡可能多地停留在這一區(qū)域內(nèi)，這樣制動力和側(cè)向力都較大。所以當(dāng)車輪運動狀態(tài)達到一定加速度門限后，制動壓力進行保持，這時如果不改變制動壓力狀態(tài)，維持保壓，車輪減速度比較小，達不到峰值附著力系數(shù)，則制動距離長。因此當(dāng)加速度下降到某一門限時，制動壓力要重新開始增加，以使制動狀態(tài)能長時間地停留在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi) 。為此采用交替式的增加保壓，獲得不同的壓力增加速度率，得到最優(yōu)的制動效果。 能要求 汽車作為高速道路交通運輸工具，應(yīng)具有較高的平均行駛速度。由于汽車行駛的道路條件和交通環(huán)境是非常復(fù)雜的，為保證安全，要求汽車能夠 可靠、穩(wěn)定地迅買文檔就送您 01339828或 11970985 9 速減速制動以便可以適應(yīng)各種道路條件。隨 著高速公路迅速發(fā)展和車流密度日益增大，保證行車安全及成為現(xiàn)代汽車的首要性能要求之一，受到大家廣泛的關(guān)注。 使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進行強制減速甚至停車；使已停駛的汽車在各種道路條件下 (包括在坡道上 )穩(wěn)定駐車；使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定 5。 統(tǒng)直接關(guān)系到汽車制動性，操縱性以及安全性等性能。因此，對 且必須通過嚴格的試驗檢測后才可裝車使用。安裝有 汽車制動性能的主要評價指標(biāo)如下： （ 1）良好的抗外界電磁場干擾的能力。 統(tǒng)是一個典型的電子控制系統(tǒng)，如不能抗外界電磁場的干擾，工作時就可能對制動壓力進行誤調(diào)節(jié)，從而出現(xiàn)危險情況。因此，要求 統(tǒng)有良好的抗外界電磁場干擾的能力。 （ 2）制動車輪不抱死（基本功能）。裝有 汽車制動時， 接控制的車輪不能抱死滑移，但允許有短 暫的車輪抱死，也允許車速低于 15km/h 時車輪抱死。當(dāng)汽車在高附著力系數(shù)路面上制動時，車輪制動印痕來判斷車輪運動狀態(tài)：汽車在濕滑的低附著力系數(shù)路面上制動時，車輪制動印痕較難分辨，采用觀察車輪印痕地方法受到限制。因此，也常采用錄像觀察法，即在車輪外側(cè)用明顯的顏色涂料做記號，汽車制動時用錄像機記錄汽車運動全過程。通過觀看錄像帶，可以判斷車輪在制動過程中的運動狀態(tài)。另外一種辦法是用車輪運動狀態(tài)記錄儀測量其狀態(tài)。所需專用儀器雖較昂貴，但能精確測量車輪制動時的滑移率。 （ 3） 附著力系數(shù)利用率。裝用 汽車在附著力 系數(shù)均勻的路面上制動時，附著力系數(shù)利用率不得小于 類 汽車在左右車輪位于不同附著力稀疏的路面上制動時，附著力系數(shù)利用率也要足夠大。 （ 4）對道路條件突變的適應(yīng)性。裝用 汽車在制動過程中，路面附著力系數(shù)突變，附著力系數(shù)由高到低或由低到高， 接控制車輪不得抱死，且制動減速度應(yīng)急速變化，一般來講，要求制動行駛中通過附著力系數(shù)突變的車速在50km/h 左右。 （ 5） 產(chǎn)生電氣故障可解除 工作。 器出現(xiàn)故障，如 續(xù)參與工作，可能對制動壓力進行誤調(diào)節(jié)，這是十分可怕的。因此 器系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，必須能迅速終止 工作，而 調(diào)節(jié)器必須使常規(guī)制動管路暢通。 買文檔就送您 01339828或 11970985 10 能評價指標(biāo) 單獨用一個指標(biāo)是很難判別 性能的，這不僅是由于 使用效果與其控制邏輯、控制模式等系統(tǒng)本身的性能有關(guān)，另外汽車制動過程的復(fù)雜，更與涉及了操縱穩(wěn)定性等諸多因素而難以綜合考慮有關(guān)系，更加重要的是 車后其控制參數(shù)與整車參數(shù)的匹配性有相當(dāng)重要的關(guān)系。所以只有綜合多個指標(biāo)才能對合性能做出較合理的評價 6。 動性能和 磁閥性能定量評價指標(biāo)是根據(jù)計算機仿真的 架 試驗的特點為解決這一難點而提出的。 因此車速 、輪速 動滑移率 S、制動減速度 a、制動壓力均方差 都是評價 能的指標(biāo)。 利用計算機仿真系統(tǒng)仿真可以得到的到車速 v 和輪速 與之對應(yīng)的滑移率曲線，加速度曲線。各種路況實時滑移率，制動速度，制動距離，制動時間等可在對不同的模擬路況的計算機仿真中求出。建立模型并對各種路況的仿真結(jié)果進行比較分析，得出仿真后的車輛系統(tǒng)的附著系數(shù)利用率，制動距離。將這些數(shù)據(jù)與理想最短制動距離和附著系數(shù)利用率數(shù)據(jù)比較評價 制動效能。 制技術(shù)的計算機仿真評價方 法 由于 品性能在現(xiàn)今還沒有統(tǒng)一的評價方法，而道路試驗和計算機仿真測是 價常用的兩種評價方法，其兩者各有優(yōu)略。道路實驗法的優(yōu)勢在于能夠真實的反應(yīng)車輛操縱動力性、穩(wěn)定性、制動特性和 性能等，其缺點在于造價高、周期長、物理意義不明確。通過仿真技術(shù)來研究 然克服了道路試驗的缺點，但其對車輛及其行駛環(huán)境的非線性和時變性控制不佳，造成復(fù)雜模型的建立和仿真系統(tǒng)設(shè)計又很難完全反映實際情況的出現(xiàn)。 下面詳細介紹下道路試驗的細節(jié)。對于道路試驗來說是用 規(guī)來評價 主要指 標(biāo)是要 求附著系數(shù)利用率大于 75%。如果大于 100%，則要求重新測量附著系數(shù)， 允許 10%的誤差，也即 110%以內(nèi)認為是合理的。 道路試驗是在平直具有良好附著系數(shù)路面上，且在空載條件下進行。 動性能的主要測試試驗實驗有： 統(tǒng)指示燈檢查 ； 剩余制動效能試驗； 統(tǒng)特征校核試驗；附著系數(shù)利用率試驗；單一路面上的適應(yīng)性及制動因數(shù)試驗；對開路面上的適應(yīng)性及制動因數(shù)試驗；對接路面上的適應(yīng)性及制動因數(shù)試買文檔就送您 01339828或 11970985 11 驗；能耗試驗；抗電磁場干擾試驗。 另外現(xiàn)今 究的主流是利用計算機仿真方法對汽車 行研究，計算機 仿真具有方便，靈活，造價低等優(yōu)點。通過 建立車輛動力學(xué)模擬系統(tǒng)使用計算機模型模擬來代替部分道路試驗，研究車輛動力學(xué)特性已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。對于以往的實施控制規(guī)律要研制真實控制器的軟、硬件系統(tǒng)，而這個控制器必須在實車上進行試驗，再反復(fù)修正控制器的軟、硬件，利用一定的經(jīng)驗來完成 7。這樣使 重復(fù)性差的缺點又使其不便于推廣。為了提高了調(diào)試控制器的效率，使控制邏輯的改進更方便容易便捷逐步將道路試驗轉(zhuǎn)變?yōu)槭覂?nèi)的臺架試驗，并且試驗條件是可控的，試驗可反復(fù)進行。 對于計算 機仿真的來說分為普通模擬系統(tǒng)與混合模擬系統(tǒng)兩種。普通模擬系統(tǒng)完全利用計算機進行 試系統(tǒng)的仿真研究而不依賴實際機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，。計算機依據(jù)動力學(xué)原理和自動控制技術(shù)來建立車輛各個系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。并根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型通過計算機工具軟件將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為可視直觀的計算機仿真模塊。通過計算機普通模擬系統(tǒng)能方便的建立精確的 試系統(tǒng)的仿真模型，并進行精確的仿真。實現(xiàn)普通模擬系統(tǒng)的構(gòu)建和實施。但普通模擬系統(tǒng)不能完全反映真實的制動狀況，這是受其完全不依賴與實際硬件系統(tǒng)，而是將車輛的各系統(tǒng)和路面環(huán)境進行了計算機 的模擬，因此普通模擬系統(tǒng)也是有一定的局限性。所以普通模擬系統(tǒng)通常僅用于 制邏輯的理論研究和討論影響 能的主要因素。而混合模擬一般是將作動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的機械部分通過接口系統(tǒng)使之與軟件系統(tǒng)實現(xiàn)連接，形成硬件閉環(huán)仿真系統(tǒng)?；旌夏M系統(tǒng)是為了解決一些建模比較復(fù)雜，完全建模自由度太多，影響實時計算的速度且簡單建模無法反映系統(tǒng)真實性能的機械系統(tǒng)，另一方面為了能真實地反映了實際情況采用實際的機械系統(tǒng)，同時也可以利用此系統(tǒng)考核制動系統(tǒng)的可靠性，研究動態(tài)特性。但是由于這一系統(tǒng)比較費時、耗能，所以多不采用。 混合 模擬系統(tǒng)的一般連接工作過程為計算機通過計算機總線經(jīng)接口模板的輸出端輸出脈沖信號經(jīng)過 制器的調(diào)控輸出控制信號進入壓力機械系統(tǒng)，再經(jīng)壓力機械系統(tǒng)輸出制動壓力信號并經(jīng)接口模板的輸入端流經(jīng)計算機總線回到計算機進行處理分析，并得出結(jié)果。由此可以看出混合模擬系統(tǒng)較普通模擬系統(tǒng)有較強的與實際聯(lián)系性，可操作性強。 買文檔就送您 01339828或 11970985 12 章小結(jié) 在本章中簡單的介紹了 一般組成及普遍的 品的工作原理。還對制系統(tǒng)的性能要求及評價指標(biāo)做了一定介紹。簡單闡述了幾種現(xiàn)有的 著重介紹了目前 制技術(shù)的 計算機評測方法及其基本原理。 買文檔就送您 01339828或 11970985 13 第 3章 制系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模 為二十世紀最偉大的汽車制動安全裝置。在有效地縮短制動距離以及保證制動時的方向穩(wěn)定性，在防止緊急制動時車輛向更危險工況過渡，有效地保證駕乘人員以及行人的安全方面具有不可替代的作用，由于 的非線性特性，以及在做仿真時，由于完整車輛模型本身比較復(fù)雜，根據(jù)不同的仿真，車輛模型在不同程度上有不同地簡化，為減少因車輛模型的簡化而帶來的仿真精度問題，急切地尋找精確的整車仿真模型成為解決問題的關(guān)鍵，將其與兩種輯控制器進行連接并進行聯(lián)合仿真 8。對結(jié)果 進行了對比分析研究。并為后續(xù)的更高精度的仿真指明了方向?qū)ρb備 汽車制動系統(tǒng)來說，其仿真模型主要包括以下幾個子模型 :整車動力學(xué)模型、制動器模型、輪胎動力學(xué)模型以及 制器模型。 車動力學(xué)數(shù)學(xué)模型的建立 車動力學(xué)數(shù)學(xué)模型簡介 汽車是一個多自由度的復(fù)雜的運動系統(tǒng)，假如把所有可能的參數(shù)或自由度都引進汽車的仿真模型中，分析或模擬將變得極為困難。相反，倘若把一些重要參數(shù)或自由度在模型中忽略了，將使模擬的結(jié)果不準確。為此綜合考慮模型精度和可行性后，選擇了適合汽車制動過程模擬的雙輪車輛模型以及單輪車輛模型進 行研究。 對 于進行在轉(zhuǎn)向驅(qū)動與制動輸入下汽車的動態(tài)響應(yīng)仿真研究 可根據(jù) 牛頓力學(xué) 建立十二自由度整車動力學(xué)模型。 這里的 十二個自由度分別為 ： 整車縱向運動、整車側(cè)向運動、四輪的轉(zhuǎn)動、車身的俯仰、側(cè)傾和橫擺運動、車身的垂向運動和左右輪的轉(zhuǎn)向。其在地面和汽車上分別固定有絕對坐標(biāo)系 相對坐標(biāo)系 對坐標(biāo)系固定于汽車非懸掛質(zhì)量上，以汽車靜止時整車質(zhì)心鉛垂線與車身側(cè)傾軸 (前后側(cè)傾力矩中心連線 )交點為坐標(biāo)原點 o，將過 o 點的水平面與汽車縱向?qū)ΨQ面交線定為 x 軸，并以前進方向為正，同一水平面內(nèi)與 x 軸垂直的軸線定為 y 軸， 以汽車左側(cè)方向為正，根據(jù)右手定則取過 O 點豎直向上的直線為 z 軸。絕對坐標(biāo)系以汽車初始位置的整車質(zhì)心在地面上的投影為原點 o， X、 Y 軸過 O 點 (在地平面上 )，并分別與汽車在初始位置時的 x、 y 軸相平行， z 軸豎直向上。 列出汽車縱向 (沿 x 軸 )、橫買文檔就送您 01339828或 11970985 14 向 (沿 y 軸 )力平衡方程式、懸掛質(zhì)量垂直 (沿 z 軸 )運動力平衡方程式、懸掛質(zhì)量側(cè)傾(繞 x 軸 )、俯仰 (繞 y 軸 )運動力矩平衡方程式、汽車橫擺 (繞 x 軸 )運動力矩平衡方程式。然后，通過運用其建立的輪胎縱滑與側(cè)滑聯(lián)合工況下的半經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，以及計算回正力矩等，求出了輪胎力亦即整車所受的外?9。 而要相當(dāng)準確 地模擬懸架的運動學(xué)關(guān)系就要依據(jù) 多剛體動力學(xué)方法建立的整車動力學(xué)模型 ，其一般方法是將車輛的每個懸架部件作為一個 有質(zhì)量 剛 體，有與實際懸架形式相對應(yīng)的運動鉸。雖然這種模型在 由于所有的懸架系的元件都被作為剛體看待下大大增加了計算量和計算時間，并硬件方面加大了實現(xiàn)實時仿真的難度但其能夠精確地模擬車輛的非線 性懸架運動學(xué)特性 。 多剛體動力學(xué)方法進行整車動力學(xué)仿真時要獲知大量 的懸架幾何參數(shù)以確定所有部件的相對位置和運動約束使其操作的難度也大大提高。 從以上可以看出， 若考慮所有的自由度，就必須列出相應(yīng)數(shù)量的運動微 分方程，這樣就使分析和求解變得極為困難。而且所需車輛參數(shù)較多且大多不易精確測量，可操作性較差，一些次要因素的干擾往往會降低 仿真的精度，反而不能突出問題的本質(zhì)與特性。因此必須抓住一些主要的自由度，在綜合考慮精度與可操縱性的同時，建立整車模型 10。為了實現(xiàn)實時仿真的要求，并且在基于盡量少的已知整車參數(shù)的前提，根據(jù) 本文方真研究的實際需要采用牛頓力學(xué)的方法進行整車動力學(xué)建模 。 質(zhì)點系動量定矢 p 對時間的導(dǎo)數(shù)等于作用于質(zhì)點系的所有外力 矢量和（既主矢），其表達式為： p F（ 質(zhì)點系的動量定理也可以寫為： 式中， m 質(zhì)點系總質(zhì)量 , 質(zhì)心加速度 ,m/ 質(zhì)點系對于固定點 O 的動量矩 時間的導(dǎo)數(shù)，等于所有作用于質(zhì)點系外力對于 O 點的主矩 表達式為： 00L M（ 買文檔就送您 01339828或 11970985 15 對單位剛體而言，其動量矩 與剛體的角速度 的乘積，即： L=（ 對其應(yīng)用動量矩定理的投影形式，則稱為剛體的歐拉方程，其表達式為： = （ 式中，角速度投影矩陣 = ；其反對矩陣000 = 。 輪車輛數(shù)學(xué)模型的建立 單輪車輛模型（見圖 忽略空氣阻力和車輪滾動阻力 11。 車輛運動方程 （ 車輪運動方程 R M （ 圖 輪車輛模型 買文檔就送您 01339828或 11970985 16 車輪縱向摩擦 力 （ 式中， M 車輛質(zhì)量 , 車輛速度 ,m/s； 車輪摩擦力 ,N； I 車輪轉(zhuǎn) 動慣量 ,kg/ R 車輪半徑 ,m； 車輪角速度 ,s； 車輪與地面間的附著系數(shù)； N 車輪對地面的法向反力 ,N。 輪車輛數(shù)學(xué)模型的建立 雙輪車輛模型適合于模擬直線 制動和驅(qū)動問題，研究車輛制動時載荷轉(zhuǎn)移問題?？紤]車輪滾動阻力，不考慮車輛的橫向運動 12。在四輪車輛模型的基礎(chǔ)上，將左右兩輪合并為一個車輪，形成一個摩托模型，是雙輪車輛模型的主要方法，見圖 可以得到下列方程組 5： 前軸 1 1 1 1 1 1 1 1 N E N R （ 后軸 2 2 2 2