基于模糊控制的汽车ABS系统仿真研究

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汽车防抱死制动系统(ABS)作为现代车辆必须带有的主动安全装置,它的作用是防止车轮抱死而引起车辆的甩尾和侧翻等危险动作。它在很大程度上改善了车辆的安全性,并且取得了很高的认可度;现有的ABS的控制方法是逻辑门限法,这是一种基于车轮加减速度和参考滑移率的方法,它的优点是结构简单,不需要建立具体的数学模型;缺点就是制动距离的效果不满意,对路面的适应力和抗干扰力较差。对于这些问题,提出用模糊控制法来达到解决上述存在的问题。  本研究分析了车辆动力学模型、轮胎模型和制动器模型,在此基础上,结合研究要求和现有条件,去掉轮胎的垂向阻尼,建立了适用于模拟汽车直线制动过程的单轮汽车模型。随后采用软件和模块建立了汽车直线制动时的系统模型包括车辆模型、轮胎模型和制动器模型,设计了基本模糊控制器,进行了单轮车辆模型系统制动的计算机仿真四分之一车体模型的制动仿真验证了基本模糊控制器的正确性。在设计模糊控制器中采用基于车轮滑移率的防抱控制理论,根据车速、轮速来计算车轮滑移率。由参考滑移率计算出滑移率的误差、误差变化率并作为控制器的输入变量,制动压力作为输出量,完成了模糊控制的模糊化、模糊推理和模糊判决。在模糊推理中,考虑不同的误差等级,采用不同的修正因子,以实现对模糊控制规则的自调整。仿真结果表明,模糊控制器在制动过程中有较好的自适应能力,使滑移率的变化更趋近于理想变化, ABS模糊控制器能够把滑移率控制在适当的范围之内,因此,ABS的模糊控制是有效的。而且模糊控制算法简单,依据实际路况调节制动压力的大小,可靠性高,实用性强,制动距离也比较短,因而控制效果较令人满意。
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