基于dSPACE的气压ABS控制算法开发与验证

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汽车防抱死制动系统(Anti-lock Braking System,简称ABS)是一种安全的刹车控制系统。装有ABS系统的汽车,能够有效地防止由于车轮抱死而引发的车体侧滑、跑偏等危险情况。ABS ECU(Electronic Control Unit)作为ABS系统的核心部件,其控制算法的优劣将直接影响到整套ABS系统的控制效果,因此,开发出更好的ABS ECU控制算法成为了ABS系统的主要发展方向。   本文以汽车电控系统的“V”字型开发流程为主线,以气压ABS试验台及dSPACE系统为依托,对气压ABS ECU的控制算法进行了开发和试验验证,主要内容如下:   (1)对四轮车辆进行制动力学分析,并使用MATLAB/Simulink建立了制动工况下的多自由度车辆动力学模型,主要包括整车动力学模型、轮胎和车轮动力学模型及制动器模型,并仿真验证了所建车辆动力学模型具有较高的置信度;   (2)对比分析几种ABS控制算法的优缺点,并根据车辆制动过程中的路面附着系数特性,提出一种将模糊控制理论与自寻最优控制理论结合的控制算法,并与传统的逻辑门限值控制算法进行对比仿真,证明了该算法比逻辑门限值控制算法缩短了制动距离,改善了制动性能;   (3)以dSPACE系统的RTI模块I/O端口和接口电路系统为纽带,设计并搭建了由车辆动力学模型、气压ABS试验台和ABS ECU控制算法模型组成的硬件闭环实时仿真系统,主要工作包括气压ABS硬件试验台的设计,压力传感器信号调理电路和电磁阀驱动电路的设计;   (4)在各种模拟工况下,进行了模糊自寻优ABS控制算法的快速控制原型试验,并对试验结果进行了性能评价,结果表明模糊自寻优ABS控制算法能够很好地自适应路面变化,使车辆在制动过程中保持较好的稳定性、可操纵性与制动效能,最终证明了模糊自寻优ABS控制策略在气压ABS系统中具有很好的应用前景。
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