基于amesim的abs液壓系統(tǒng)建模與仿真本科生畢業(yè)論文-免費(fèi)閱讀
【正文】 這種蓄能器可用于吸收 由于液流速度和方向急劇變化所產(chǎn)生的液壓沖擊，使其壓力幅值大大減小，以避免造成元件損壞。 電磁閥模型 調(diào)節(jié)器的增壓閥為常開閥，減壓閥為常閉閥， 二者都為二位二通電磁閥，電磁閥自然頻率為 50Hz，閥的阻尼比率為 ，電磁閥最大流量 ，如圖。 由于所采用的 PID 控制算法 是不依賴于數(shù)學(xué)模型的，所以為得到最優(yōu)的 PID 控制效果就要對(duì)參數(shù)進(jìn)行整定，其目的是使系統(tǒng)獲得滿意的制動(dòng)效果，即系統(tǒng)穩(wěn)定，對(duì)給定量變化能迅速跟蹤，不同干擾下，系統(tǒng)輸出能保持給定值，控制性能保持穩(wěn)定。 圖 ABS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 液壓調(diào)節(jié)器模型 液壓 ABS 系統(tǒng)主要由控制器 (ECU)、液壓調(diào)節(jié)器和輪速傳感器 3 部分所組成。增壓和減壓的速度可直接通過 調(diào)節(jié) 增壓閥和減壓閥的進(jìn)、出油口 開啟程度 來控制。主缸和輪缸管路相通， 制動(dòng)主缸可隨時(shí)控制制動(dòng)壓力的增減，此時(shí)回液泵不工作。工 程設(shè)計(jì)師完全可以應(yīng)用集成的一整套 AMESim 應(yīng)用模型庫(kù)來設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)或一個(gè)流體元件，所有的這些來自不同物理領(lǐng)域的模型都是經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的 [13]。 油缸壓力下降變化率為： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 14 P2RRRdDdP KPdteK C AV??? ? ?? () ： 0dPdt? () 將三種狀態(tài)按統(tǒng)一的公式描述，并進(jìn)行線性化處理，有 0 ,1dP kdt ???? 增壓 0 ,1dP kdt ??? ? ? 減壓 () 0 ,0dP kdt ???? 保壓 k0—閥的顯性化系數(shù) 由油壓的變化所引起的車輪上制動(dòng)力矩的變化為： b bdT kdt ?? () kb—是與制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和線性化系數(shù) k0有關(guān)的常數(shù) 本章小結(jié) 本章主要 建立了 單輪車輛模型和簡(jiǎn)化的四輪車輛模型， 并進(jìn)行了受力分析，求解出車輛運(yùn)動(dòng)方程、車輪運(yùn)動(dòng)方程、車輪縱向摩擦力方程。 雷諾數(shù) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 11 雷諾數(shù)是個(gè)無量綱比值，它代表慣性力與粘性力之比，但雷諾數(shù)較小支配流動(dòng)的主要 因素是粘性力。 第 2 章 ABS 液壓 系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模 車輛模型 單輪車輛模型 目前，常用的車輛模型主要有一般車輛模型、四輪車輛模型、雙輪車輛模型[10]以及單輪車輛模型。 汽車 ABS 通過自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩，使滑移率保持在最佳滑移率 Sc 附近，充分利用了輪胎與路面的附著能力，提高了制動(dòng)性能，縮短了制動(dòng)距離，同時(shí)又保持了較大的側(cè)向附著系數(shù)，提高了汽車的抗側(cè)滑能力和轉(zhuǎn)向能力，防止制動(dòng)過 程中側(cè)滑、跑偏和甩尾現(xiàn)象的發(fā)生，保證制動(dòng)時(shí)的安全性，減少交通事故的發(fā)生。汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤使車輪產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)角，相應(yīng)的產(chǎn)生了側(cè)向附著力，使汽車持續(xù)曲線運(yùn)動(dòng)?；赜捅玫淖饔檬菍⑿钅芷髦械闹苿?dòng)液泵回主缸。它與 ECU 封裝在一起。 HCU 對(duì)制動(dòng)壓力實(shí)施有效控制，應(yīng)使增壓和減壓速率適當(dāng)。大多數(shù)電子控制單元是以微處理器為基礎(chǔ)，采用 專用集成電路，一般至少有一個(gè)微處理器來確?？焖佟⒖煽康靥幚頂?shù)據(jù)，如圖 。最極端的情況是一個(gè)循環(huán)的時(shí)間都花在了輪速的計(jì)算上。這樣，它們可共用許多電子元件和系統(tǒng)部件來控制汽車車輪的運(yùn)動(dòng)，電子控制和保護(hù)裝置都被裝在同一個(gè)殼體內(nèi)。重型汽車研究中心 1995 年 6 月對(duì)自制的 ABS 系統(tǒng)進(jìn)行了道路試驗(yàn)，但存在一些問題，隨后，課題組重新設(shè)計(jì)了軟件及硬件，所生產(chǎn)的 ABS 基本上己達(dá)到國(guó)外產(chǎn)品的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 3 性能。美國(guó)德科公司 (DELCO)，由美國(guó)通用及韓國(guó)大宇汽車采用；美國(guó)本 迪克斯公司 (BENDIX)，由美國(guó)克萊斯勒汽車采用 。汽車上開始使用 ABS 始于 20 世紀(jì) 50 年代中期福特汽車公司， 1954 年福特汽車公司在林肯車上裝配法國(guó)航空公司的 ABS 裝置，這種 ABS 裝置控制部分采用機(jī)械式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能相對(duì)單一，只有在特定車輛和工況下 ， 防抱死控制才有效，因此制動(dòng)效果并不理想。然而，滑移率和路面附著系數(shù)的關(guān)系又受到很多因素的影響，如車輛本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)、車速、輪胎充氣壓力、輪胎垂直載荷、路面狀況等等 [2]。汽車制動(dòng)過程中的安全性也已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，探討各種高性能的制動(dòng)系統(tǒng)和完善制動(dòng)系統(tǒng)的性能是減少交通事故和促進(jìn)汽車工業(yè)發(fā)展的重要舉措 [1]。 ABS 防抱死系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 防抱死制動(dòng)理論最早是 1928 年由英國(guó)人提出來的，基于防抱死制動(dòng)理論的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 2 制動(dòng)系統(tǒng)首先是應(yīng)用在火車和飛機(jī)上。進(jìn)入 90 年代后， ABS 技術(shù)不斷發(fā)展成熟，控制精度、控制功能不斷完善。 1984 年興平 814 廠研制的第一代防抱制動(dòng)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是不能自動(dòng)適應(yīng)不同路況，以后該廠與西安公路交通大學(xué)合作研制了第二代防抱制動(dòng)系統(tǒng)，增設(shè)了路面識(shí)別功能的電路，但對(duì)于長(zhǎng)軸距的大客車則不是很理想。 由于技術(shù)的不斷改進(jìn)， ABS 的功能在不斷加強(qiáng)。 圖 ABS 輪速傳感器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 4 實(shí)時(shí)性 ABS 的防抱 死 控制 大約在 57ms 就完成一個(gè)循環(huán)，因而對(duì)輪速處理過程的實(shí)時(shí)性要求就更高了。 電子控制單元 ABS 的電子控制單元 (Electronic Control Unit)，簡(jiǎn)稱 ECU。 ABS 的促動(dòng)時(shí)間應(yīng)小于上述時(shí)間。制動(dòng)壓力波動(dòng)不宜太大，否則制動(dòng)摩擦力矩波動(dòng)范圍大，路面制動(dòng) 力波動(dòng)范圍也增大，會(huì)使車輛傳動(dòng)系的沖擊損傷也大。在防抱死制動(dòng)過程中，通過 HCU 電磁閥的開關(guān)動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)壓力的調(diào)節(jié)。隨著人們對(duì)輪胎與路面間的互相作用機(jī)理和輪胎動(dòng)力學(xué)認(rèn)識(shí)的不斷加深，在研究中得到了如 圖 所示的路面附著系數(shù) μ 與車輪滑移率 S 的關(guān)系。在傳統(tǒng)制動(dòng)的情況下，汽車緊急制動(dòng)時(shí)極易發(fā)生車輪抱死，即滑移率 S＝ 100％，這樣不但沒有充分利用路面提供的縱向附著力，導(dǎo)致制動(dòng)距離加長(zhǎng)，而且更 為嚴(yán)重的是，此時(shí)側(cè)向附著系數(shù)非常小，抗側(cè)滑能力非常低，也幾乎喪失了轉(zhuǎn)向能力 [5]。 從 AMESIM 模型庫(kù)中選取液壓元件模型，按照工作原理 連接各個(gè)元件 ，對(duì) ABS 液壓 系統(tǒng) 進(jìn)行 增壓、減壓 ，保壓 種狀態(tài) 下的仿真。 由 公式（ ） 可得在制動(dòng)過程中的整車動(dòng)力學(xué)方程為 ： V Tb Fx N M 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 10 ()()( ) / 2 ( ) ( )x y r x f y f y r l y r ry x r y fl y fr y r l y r rz r x f x r l x f x r r y f y f y r l y r rM v v F l F r F FM v v F F F FI F l F F r F c F l F r a F F b???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? () 11122122fl bfl dF x f lfr bf r dF x f rr l br l dR x
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