【正文】 數(shù)其定義如下： e avR ??? () ? —液體密度 (Kg/m3)； v —液體的平均流速 (m/s)； a —不同流動狀態(tài)下的特征尺寸； ?—液體絕對粘度 (Pa) 閥口流量 液體流動狀態(tài)為層流狀態(tài)，通過閥體的體積流量： 1 2 1 222Red p p p pQ C A A??????? () Q —通過閥體的體積流量 (m3)； dC —層流時閥口流量系數(shù)； A —閥口截面積 (m2)； ? —液體密度 (Kg/m3)； 12pp? —閥口兩端壓力差； ? —層流系數(shù)； eR —雷諾數(shù) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 12 絕對粘度與液體密度的比值稱為運(yùn)動粘度，其定義為： v ??? () v —流體的運(yùn)動粘度 (m2/s)； ? —流體的絕對粘度； ? —流體的密度 (Kg/m3) 制動主缸中 模型 ( ) /p d sp d pP D P k x A?? () pPD—制動主缸中壓力； ksp—制動主缸中回位彈簧剛度 真空助力器模型 真空助力器閥口中 的氣體流 動可以看作是氣體在噴嘴中的流動，假定氣體為理想氣體，在真空助力器閥口中的氣流速度遠(yuǎn)大于氣體與外界進(jìn)行熱交換的速度，氣體流過時的能量損失遠(yuǎn)小于它具有的總能量，可以忽略。 為簡化研究問題，選用的車輪動力學(xué)模型 為單輪車輛模型，因為此模型只要描述的式制動性能，適合于汽車防抱死制動系統(tǒng)進(jìn)行制動性能分析，同時也可簡化問題。 AMESIM 在汽車防抱死技術(shù)方面應(yīng)用 汽車防抱死制動系統(tǒng) 涉及到自動化、機(jī)械、 液壓、氣動、電、磁以及熱等多學(xué)科領(lǐng)域的集成和相互作用，為了準(zhǔn)確地仿真此類系統(tǒng)，就需要適合系統(tǒng)工程設(shè)計的仿真平臺。決定側(cè)向附著力大小的摩擦系數(shù)稱為側(cè)向附著系數(shù)，側(cè)向附著系數(shù)隨滑移率的增大而減小。經(jīng)過這樣幾個控制循環(huán)，汽車就完成制動過程，達(dá)到減速停車的目的。 HCU 中共有 4 對用于防抱死制動壓力調(diào)節(jié)的高速開關(guān)電磁閥。壓力調(diào)節(jié)速率決定了制動器摩擦力矩的調(diào)節(jié)速率和控制過程中加、減速度的大小。 圖 ABS 電子控制單元 壓力調(diào)節(jié)單元 壓力調(diào)節(jié)單元 (Hydraulic Control Unit)，簡稱 HCU，是 ABS 中的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也是 ABS 液壓系統(tǒng)的核心部件，如圖 所示。由于有著這樣的限制，輪速算法不可能設(shè)計得很復(fù)雜。 Bosch 公司早在 1987 年就推出了 ABS/ASR 防滑控制系統(tǒng)。 隨著車輛動力學(xué)與控制理論研究的不斷深入，以及計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、液壓技術(shù)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，可以預(yù)測 ABS 技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展。還有德國戴維斯公司 (TEVES)德國瓦布科 (WABCO)、美國凱爾西海斯公司 (KELSEY HAYES)等，這些公司的 ABS 產(chǎn)品都在廣泛地應(yīng)用，而且還在不斷發(fā)展、更新和換代。機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜使 ABS 裝置的可靠性差、控制精度低、價格偏高，使 ABS 技術(shù)在汽車上的推廣應(yīng)用舉步維艱。因此，要求 ABS 保證汽車在短時間內(nèi)在各種路面上，各種情況下都能安全制動的難度是相當(dāng)大的。汽車防抱死制動系統(tǒng) (ABS)，關(guān)系著汽車制動的安全性。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。汽車制動過程中的安全性也已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。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，因此制動效果并不理想。美國德 科公司 (DELCO)，由美國通用及韓國大宇汽車采用；美國本迪克斯公司 (BENDIX)，由美國克萊斯勒汽車采用 。重型汽車研究中心 1995 年6 月對自制的 ABS 系統(tǒng)進(jìn)行了道路試驗，但存在一些問題，隨后，課題組重新設(shè)計了軟件及硬件，所生產(chǎn)的 ABS 基本上己達(dá)到國外產(chǎn)品的性能。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，電子控制和保護(hù)裝置都被裝在同一個殼體內(nèi)。最極端的情 況是一個循環(huán)的時間都花在了輪速的計算上。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，一般至少有一個微處理器來確?？焖?、可靠地處理數(shù)據(jù)，如圖 。 HCU 對制動壓力實(shí)施有效控制，應(yīng)使增壓和減壓速率適當(dāng)。它與 ECU 封裝在一起?；赜捅玫淖饔檬菍⑿钅芷髦械闹苿右罕没刂鞲?。汽車在轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)動方向盤使車輪產(chǎn)生一個轉(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。 Sc 滑移率 S 縱向附著系數(shù) g? 側(cè)向附 著系數(shù) y? ? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 8 汽車 ABS 通過自動調(diào)節(jié)制動力矩，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，提高了制動性能，縮短了制動距離，同時又保持了較大的 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，防止制動過程中側(cè)滑、跑偏和甩尾現(xiàn)象的發(fā)生，保證制動時的安全性，減少交通事故的發(fā)生。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 9 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。 雷諾數(shù) 雷諾數(shù)是個無量綱 比值，它代表慣性力與粘性力之比，但雷諾數(shù)較小支配流動的主要因素是粘性力。 油缸壓力下降變化率為： 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力矩的變化為： b bdT kdt ?? () kb—是與制動器的結(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)動方程、車輪運(yùn)動方程、車輪縱向摩擦力方程。工程設(shè)計師完全可以應(yīng)用集成的一整套 AMESim 應(yīng)用模型庫來設(shè)計一個系統(tǒng)或一個流體元件，所有的這些來自不同物理領(lǐng)域的模型都是經(jīng)過嚴(yán)格的測試和實(shí)驗驗證的 [13]。主缸和輪缸管路相通， 制動主缸可隨時控制制動壓力的增減，此時回液泵不工作。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。 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。 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 控制效果就要對參數(shù)進(jìn)行整定，其目的是使系統(tǒng)獲得滿意的制動效果，即系統(tǒng)穩(wěn)定，對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。 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 。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。 利用 AMESim 軟件在液壓建模和動態(tài)仿真方面的優(yōu)勢，模擬 ABS 實(shí)際工作過程，實(shí)現(xiàn)增壓、保壓及減壓工作過程的模擬。如圖 。 圖 各個制動管路流量 流量（L/min） 流量（L/min） 流量（L/min） 流量（L/min） 流量（L/min） 流量（L/min） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 26 ABS 液壓特性分析 壓力狀態(tài)切換過程中的滯后特性 受 電磁閥的開關(guān)響應(yīng)能力、閥芯運(yùn)動時間、制動管路長度和壓 力 波傳播速度等因素的影響，在壓力狀態(tài)切換時輪缸的壓力對控制指令的響應(yīng)存在一定得滯后。液體只有在流動時才會呈現(xiàn)出粘性，液體的粘度隨液體的壓力變化而變化。通過對制動過程中 制動主缸、輪缸壓力變化情況和對幾組不同電磁閥通流面積、節(jié)流系數(shù)的分析，可以得到不同制動液體積模量、 粘 度 和不同的電磁閥參數(shù)對系統(tǒng)工作壓力動態(tài)響應(yīng)的影響，進(jìn)而可以使設(shè)計者能夠方便合理的設(shè)計 ABS 系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù)。而滑移率在 附近時，可以提供這與大的附著系數(shù)，從而提供最大的地面制 動力，這時保持車輛行駛的穩(wěn)定性有實(shí)際意義。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 33 結(jié) 論 本文通過 AMESIM 軟件，根據(jù)汽車 ABS 系統(tǒng)實(shí)際工作情況，進(jìn)行了建模與仿真分析，并得出了 ABS 系統(tǒng)各個部件在進(jìn)行增壓，減壓時的壓力、流量等變化曲線。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 34 參考文獻(xiàn) [1]程軍．車輛防抱系統(tǒng)控制的研究 [J]．汽車技術(shù)， 20xx， 21（ 3）： 1555. 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