【導讀】rollingradius;w--wheel'sangularspeed.brakeeffect.

　　

【正文】 術，如 PID 控制，滑移模態(tài)變結構控制，模糊控制等。每種控制均以不同的控制規(guī)律逼近期望的點。 控制 定義期望滑移率 S0 與實際滑移率 S 之差為控制誤差 e=SS0,則 PID 的控制規(guī)律可表示為： 因此， ABS 控制器的設計最后就歸結為，根據(jù) ABS 動態(tài)系統(tǒng)，確定出一組最佳的參數(shù) Kp、 Ki 和 Kd，使車輪的滑移率以最快 的方式逼近設定目標 S0。 西安工程大學畢業(yè)設計英文譯文 10 滑移模態(tài)變結構控制 由汽車發(fā)表深圳的的基本原理可知，其中的過程的本質問題是把車輪的滑移率控制在附著系數(shù)的峰值點 Sk，則滑動模態(tài)變結構根據(jù)系統(tǒng)當時的狀態(tài)、偏差及其導數(shù)值，在不同的控制區(qū)域，以理想帶開關的方式切換控制量的大小和符號，以保證系統(tǒng)在滑動區(qū)域很小的范圍內，狀態(tài)軌跡（ S,*S）焉滑動換節(jié)曲線滑向控制目標（ Sk， 0）。 通常去制動力矩為控制變量 U，切換條件為： 其中 Mb— 、 Mb+分別代表由調節(jié)系統(tǒng)所決定的制動力矩減少、增加兩種不同的狀態(tài)。 為切換函數(shù)， e=SSk 為實際滑移率相對目標的偏差。 模糊控制 對于以滑動率為控制對象的防抱死制動系統(tǒng)，其輸入量取得期望滑動率與車輪實際滑動率的偏差 E 以及偏差的變化率 EC，輸出量為制動管路油壓。采用帶修正因子的模糊控制器，把用模糊推理算法形成的控制表概括為一個解析式： 其中 α為修正因子， α值的大小直接反映了對偏差及偏差變化率的加權程度。通過調整修正因子 α，就可以改變控制規(guī)則。當 α較大時，表明對偏差的加權大，階躍響應快，控制能量主要用于減少偏差，但易出現(xiàn)超調，但響應過程較慢。通常采用帶兩個 α值的修正因子表達就可滿足 性能要求，即： u =α X E + (1α )EC 其中，修正因子 α α2 屬于（ 0,1）且 α1 小于 α2，控制系統(tǒng)在判斷 E 值得大小之后，選擇控制規(guī)則表達式。 西安工程大學畢業(yè)設計英文譯文 11 邏輯門限值控制 此方法預先對若干個控制參數(shù)設定一些控制極限（門限）值，制動時，根據(jù)計算的實時參數(shù)值與對應門限值的大小關系，來判定車輪的運動狀態(tài)，從而控制調節(jié)制動壓力，以獲取足夠大的制動強度和良好的方向穩(wěn)定性。常作為 ABS 控制參數(shù)的有：車輪滑移率 S，車輪轉動的角加（減）速度 ω及其變化率。 ω 等三種秒速車輪運動情況或動力學狀態(tài)的參數(shù)。由于僅用一個 控制參數(shù)難于保證 ABS在各種形式條件下都具有良好的性能，因此，目前邏輯門限值控制方法通常將車輪轉動的角加（減）速度作為主要控制參數(shù)，而將車輪的華滑動率 S 作為輔助控制參數(shù)。其中滑動率是從各輪速信號按一定邏輯確定汽車的參考速度后，計算出的參考滑動率，與實際滑動率存在著差異。 雙參數(shù)控制 雙參數(shù)控制的 ABS ，由車速傳感器 (測速雷達、輪速傳感器、控制裝置 (電腦 )和執(zhí)行機構 組 成。 其工作原理是車速傳感器和輪速傳感器，分別將車速和輪速信號輸入電腦，由電腦計算出實際滑移率，并與理想滑移率 15 %— 20 %作比較， 再通過電磁閥增減制動器的制動力。 這種曳速傳 感器常用多普勒測速雷達。當汽車行駛時，多普勒雷達天線以一定頻率不斷向地面發(fā)射電磁波，同時又接收反射回來的電磁波，測量汽車雷達發(fā)射與接收的差值， 便可以準確計算出汽車車速。而輪速傳感器裝在變速器外殼，由變速器輸出軸驅動， 它是一個脈沖電機，所產生的頻率與輪速成正比。執(zhí)行機構由電磁閥及繼電器等組成。電磁閥調整制動力，以便保持理想的滑移率。這種 ABS 可保證滑移率的理想控制，防抱制動性能好，但由于增加了一個測速雷達， 因此結構較復雜，成本也較高。 2. 6 單參數(shù)控制 它以控制車輪的角減速度為對象，控制車輪的制動力，實現(xiàn)防抱死制動，其結構主要由輪速傳感器、控制器 (電腦 )及電磁閥組成。為了準確無誤地測量輪速，傳感頭與車輪齒圈間應留有 1mm 間隙。為避免水、泥、灰塵對傳感器的影響，安裝前應將傳感器加注黃油。電磁閥用于車輪制動器的壓力調節(jié)。對于四通道制動系統(tǒng)，一個車輪圈有一個電磁閥 。三通道制動系統(tǒng)， 每個前輪擁有一個，兩個后輪共用一個。電磁閥有三個液壓孔，分別與制動主缸與車輪制動分缸相連，并能實現(xiàn)壓力升高、壓力保持、壓力降低的調壓功能。工作原理如下 : 1) 升壓在電磁閥不工作時 ，制動主缸接口和各制動分缸接口直通。由于主彈簧強度大，使進油閥開啟，制動器壓力增加。 2) 壓力保持當車輪的制動分缸中的壓力增長到一定值時，進油閥切斷關閉。支架就保持 在中間狀態(tài)，三個孔間相互密封，保持制動壓力。 3) 降壓當電磁閥工作時，支架克服兩個彈簧的彈力，打開卸荷肉使制動分缸壓西安工程大學畢業(yè)設計英文譯文 12 力降低。壓力一旦降低，電磁閥就轉換到壓力保持狀態(tài)，或升壓的準備狀態(tài)。 控制裝置 ECU 的主要任務是把各車輪的傳感器傳回來的信號進行計算、分析、放大和判別，再由輸出級將指令信號輸出到電磁閥，去執(zhí)行制動壓力調節(jié)任務。電子控制裝置 ? 由四大部分組成，輸入級 A 、控 制器 B 、輸出 級 C ， 穩(wěn)壓與保護裝置 D 0 電子控制器以 4 101tz 的頻率驅動電磁閥，這是駕駛員無法做到的。這種單參數(shù)控制方式的 A 邸，由于結構簡單、成本低， 故目前使用較廣。 在美國克萊斯勒型高級轎車中大多配備了這種單參數(shù)控制方式的 ABS 0 它在轎車的四個輪上都裝有輪速傳感器。在車輪軸上安裝有 45 齒或 100 齒的齒圈，輪速傳感器的傳感頭裝在齒圈的頂上。當車輪轉動時，使傳感器不斷產生電壓信號，并輸入電腦，與 RoM 中理想速度比較，算出車輪的增速或減速，向電磁閥發(fā)出升壓或 卸壓的指令，以控制制動分缸制動力。 3 ABS 使用中注意的問題 1) 更換制動器或更換液壓制動系部件后，應排凈制動管路中的空氣，以免影響制動系統(tǒng)的正常工作。 2) 裝有 ABS 的汽車，每年應更換一次制動液。否則，制動液吸濕性很強，含水后不僅會降低沸點，產生腐蝕，而且還會造成制動效能衰退。 3) 檢查 ABS 防抱死制動系統(tǒng)前應先拔去電源。 4 發(fā)展趨勢 采用邏輯門限值控制算法，可避免一系列繁雜的理論分析和對一些不確定因素的定量計量。簡化了控制器的設計，而且因僅需測定車輪的角速度，便于實現(xiàn)，所以裝車成本低。該算法 現(xiàn)己趨近成熟，為當前汽車 ABS 系統(tǒng)所普遍采用，但它并非最佳的控制算法。由于不同路況下各種門限值及保壓時間都是經過反復試驗得出的經驗數(shù)值，沒有十分明確的理論依據(jù)，故 ABS 開發(fā)的周期長，且控制品質難以保證。 基于滑動率的控制算法容易實現(xiàn)連續(xù)控制，且有十分明確的理論加以指導，但目前制約其發(fā)展的瓶頸主要是實現(xiàn)的成本問題，根據(jù)我們的研究認為，今后ABS 控制算法的發(fā)展方向將在以下幾方面。 (1) 針對當前廣泛采用的邏輯門限值控制算法所存在的缺點，研究能跟蹤路面特性變化，使 ABS 各項性能指標始終處于最佳狀態(tài)的控制 算法。其中預測控制技術值得重視。由于在制動過程中，輪胎與路面間的摩擦特性導致防抱死制動系統(tǒng)具有非常明顯的非線性、時變性和不確定性。因而難于建立其精確的數(shù)學模型，而預測控制具有預測模型、滾動優(yōu)化和反饋校正的基本特性，可根據(jù)某一優(yōu)化指標設計控制系統(tǒng)，確定一個控制量的時間序列，使未來一段時間內被調量與經過柔化后的期望軌跡之間的誤差為最小。由于該算法采用的是不斷在線滾動優(yōu)化，且在優(yōu)化過程中不斷通過實測系統(tǒng)輸出與預測模型輸出的誤差來進行反饋校正，西安工程大學畢業(yè)設計英文譯文 13 所以能在一定程度上克服由于預測模型誤差和某些不確定性干擾等的影響，使系統(tǒng) 的魯棒性得到增強。 (2) 隨著體積更小，價格更便宜，可靠性更高的車速傳感器的出現(xiàn)， ABS 系統(tǒng)中增加車速傳感器成為可能，確定車輪滑動率將變得準確而快速。其中非接觸式的車速傳感器 (如光電式、多譜勒儀等 )今后最有可能應用于汽車 ABS 系統(tǒng)中。此時基于滑動率的控制算法就可被重視。其中模糊控制將以其不依賴對象的數(shù)學模型，便于利用人的經驗知識， 魯棒 39。性好，簡單實用等特點而會被廣泛采用。 (3) 由單一的 ABS 控制目標轉向多目標的綜合控制 [10J ，其中己出現(xiàn)的牽引力控制系統(tǒng) CTCS) 不僅能夠在制動過程中防止 車輪發(fā)生抱死，而且能夠在驅動過程中 (特別是在起步、加速、轉彎等過程中 )防止驅動輪發(fā)生滑轉，使汽車在驅動過程中的方向穩(wěn)定性、轉向操縱能力和加速性能等也都得到提高。未來汽車電子控制系統(tǒng)將朝著從多電子控制單元 CECU) 的分散的獨立控制向單 ECU 的整車控制，以網絡的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和綜合控制的方向發(fā)展 ?；蛘呦騽討B(tài)遞階控制方向發(fā)展，即各分散控制系統(tǒng)的 ECU 不僅是各自獨立地構造自己的動態(tài)補償器，而且要再統(tǒng)一地建立一個高層的動態(tài)協(xié)調器來幫助確定各 ECU 的控制策略，以增強各 ECU 的控制能力，解決分散控制系統(tǒng)存 在不穩(wěn)定模時不能用動態(tài)分散控制的問題 [ll] ，使整車綜合性能得到保證。 5 總結 汽車防抱死制動系統(tǒng) CABS) 能提高汽車在低附著系數(shù)或變附著系數(shù)路面條件下的制動性能。目前 ABS 的控制技術主要采用邏輯門限值控制方法， 但隨著車速傳感器技術的發(fā)展，基于車輪滑動率的各種控制算法將被廣泛的重視和采用。另外。未來汽車電子控制技術與裝置將以網絡的方式實現(xiàn)資源共享和綜合控制，并朝著多目標綜合控制，以提高系統(tǒng)性能成本比的方向發(fā)展。 參考文獻 l 余志生 . 汽車理論 (修訂版 ) .北京 :機械工業(yè)出版社， 1993 2 李朝 祿 .汽車制動防抱裝置 CABS) 構造與原理 . 劉榮華譯 .北京 :機械工業(yè)出版社， 1995 3 柯愈治， 謝懷喧等 .汽車防抱制動系統(tǒng)結構原理與檢修 .北京 :人民交通出版社， 1998 4 潘旭峰 .現(xiàn)代汽車電子技術 .北京 :北京理工大學出版社， 1998 5 周云山， 于秀敏 . 汽車電控系統(tǒng)理論與設計 .北京 :北京理工大學出版社， 1999 6 張洪欣 .汽車系統(tǒng)動力學 .上海 :同濟大學出版社， 1996 7 Gerorge , Gerard , etc. Fuzzy Logic Continues and Quantizing Control of an ABS Braking system. 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