本文主要从汽车刹车系统的理论分析、数学模型的建立和仿真等方面就自主车辆的安全刹车问题进行了研究。 文中首先将整个刹车系统分解成刹车踏板——制动管路压力、制动管路压力——车轮制动器和车轮制动器——地面三个子系统,分别进行了分析并建立了各自的数学模型。本文对刹车踏板——制动管路压力子系统,根据某型汽车的实验数据,通过系统辨识的方法建立了数学模型,仿真结果表明这个模型反映了系统的延迟、粘滞等现象和特性,对正弦输入和阶跃输入的响应均符合实际情况。 论文中分析了汽车运动时的纵向受力情况,建立了制动时的单轮动力学模型,根据车轮滑移率λ——地面附着系数μ的曲线形状,提出了一种根据刹车力矩和车轮速度、加速度变化情况计算dμ/dλ正负的方法,从而可以根据dμ/dλ判断轮胎的滑移率和地面附着系数。文中进一步设计了一个滑模控制器控制刹车力矩,使车辆保持对最佳滑移率的跟踪,仿真结果表明这种方法的有效性。 论文中建立了汽车下坡制动的双轮车辆模型和转弯制动的四轮车辆模型,利用双轮车辆模型研究了汽车参数和路面改变时对汽车前后轮制动性能和整车制动性能的影响。利用四轮车辆模型对汽车以较小刹车力矩制动、以最佳滑移率制动和车轮抱死后制动等几种典型工况进行了仿真。结果证明,自主车以最佳滑移率刹车时,车辆的转向能力保持较好,制动距离最短,是理想的刹车方式,而后轮抱死刹车的情况应避免出现。