【導(dǎo)讀】rollingradius;w--wheel'sangularspeed.brakeeffect.

　　

【正文】 術(shù)，如 PID 控制，滑移模態(tài)變結(jié)構(gòu)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(diǎn)。 控制 定義期望滑移率 S0 與實(shí)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(shè)計(jì)最后就歸結(jié)為，根據(jù) ABS 動(dòng)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(shè)定目標(biāo) S0。 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)英文譯文 10 滑移模態(tài)變結(jié)構(gòu)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(zhì)問題是把車輪的滑移率控制在附著系數(shù)的峰值點(diǎn) Sk，則滑動(dòng)模態(tài)變結(jié)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)時(shí)的狀態(tài)、偏差及其導(dǎo)數(shù)值，在不同的控制區(qū)域，以理想帶開關(guān)的方式切換控制量的大小和符號(hào)，以保證系統(tǒng)在滑動(dòng)區(qū)域很小的范圍內(nèi)，狀態(tài)軌跡（ S,*S）焉滑動(dòng)換節(jié)曲線滑向控制目標(biāo)（ Sk， 0）。 通常去制動(dòng)力矩為控制變量 U，切換條件為： 其中 Mb— 、 Mb+分別代表由調(diào)節(jié)系統(tǒng)所決定的制動(dòng)力矩減少、增加兩種不同的狀態(tài)。 為切換函數(shù)， e=SSk 為實(shí)際滑移率相對(duì)目標(biāo)的偏差。 模糊控制 對(duì)于以滑動(dòng)率為控制對(duì)象的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，其輸入量取得期望滑動(dòng)率與車輪實(shí)際滑動(dòng)率的偏差 E 以及偏差的變化率 EC，輸出量為制動(dòng)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(gè)解析式： 其中 α為修正因子， α值的大小直接反映了對(duì)偏差及偏差變化率的加權(quán)程度。通過調(diào)整修正因子 α，就可以改變控制規(guī)則。當(dāng) α較大時(shí)，表明對(duì)偏差的加權(quán)大，階躍響應(yīng)快，控制能量主要用于減少偏差，但易出現(xiàn)超調(diào)，但響應(yīng)過程較慢。通常采用帶兩個(gè) α值的修正因子表達(dá)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(dá)式。 西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)英文譯文 11 邏輯門限值控制 此方法預(yù)先對(duì)若干個(gè)控制參數(shù)設(shè)定一些控制極限（門限）值，制動(dòng)時(shí)，根據(jù)計(jì)算的實(shí)時(shí)參數(shù)值與對(duì)應(yīng)門限值的大小關(guān)系，來判定車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而控制調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力，以獲取足夠大的制動(dòng)強(qiáng)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(zhuǎn)動(dòng)的角加（減）速度 ω及其變化率。 ω 等三種秒速車輪運(yùn)動(dòng)情況或動(dòng)力學(xué)狀態(tài)的參數(shù)。由于僅用一個(gè) 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(zhuǎn)動(dòng)的角加（減）速度作為主要控制參數(shù)，而將車輪的華滑動(dòng)率 S 作為輔助控制參數(shù)。其中滑動(dòng)率是從各輪速信號(hào)按一定邏輯確定汽車的參考速度后，計(jì)算出的參考滑動(dòng)率，與實(shí)際滑動(dòng)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(cè)速雷達(dá)、輪速傳感器、控制裝置 (電腦 )和執(zhí)行機(jī)構(gòu) 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(hào)輸入電腦，由電腦計(jì)算出實(shí)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(dòng)器的制動(dòng)力。 這種曳速傳 感器常用多普勒測(cè)速雷達(dá)。當(dāng)汽車行駛時(shí)，多普勒雷達(dá)天線以一定頻率不斷向地面發(fā)射電磁波，同時(shí)又接收反射回來的電磁波，測(cè)量汽車?yán)走_(dá)發(fā)射與接收的差值， 便可以準(zhǔn)確計(jì)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(qū)動(dòng)， 它是一個(gè)脈沖電機(jī)，所產(chǎn)生的頻率與輪速成正比。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電磁閥及繼電器等組成。電磁閥調(diào)整制動(dòng)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(dòng)性能好，但由于增加了一個(gè)測(cè)速雷達(dá)， 因此結(jié)構(gòu)較復(fù)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(duì)象，控制車輪的制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)防抱死制動(dòng)，其結(jié)構(gòu)主要由輪速傳感器、控制器 (電腦 )及電磁閥組成。為了準(zhǔn)確無誤地測(cè)量輪速，傳感頭與車輪齒圈間應(yīng)留有 1mm 間隙。為避免水、泥、灰塵對(duì)傳感器的影響，安裝前應(yīng)將傳感器加注黃油。電磁閥用于車輪制動(dòng)器的壓力調(diào)節(jié)。對(duì)于四通道制動(dòng)系統(tǒng)，一個(gè)車輪圈有一個(gè)電磁閥 。三通道制動(dòng)系統(tǒng)， 每個(gè)前輪擁有一個(gè)，兩個(gè)后輪共用一個(gè)。電磁閥有三個(gè)液壓孔，分別與制動(dòng)主缸與車輪制動(dòng)分缸相連，并能實(shí)現(xiàn)壓力升高、壓力保持、壓力降低的調(diào)壓功能。工作原理如下 : 1) 升壓在電磁閥不工作時(shí) ，制動(dòng)主缸接口和各制動(dòng)分缸接口直通。由于主彈簧強(qiáng)度大，使進(jìn)油閥開啟，制動(dòng)器壓力增加。 2) 壓力保持當(dāng)車輪的制動(dòng)分缸中的壓力增長到一定值時(shí)，進(jìn)油閥切斷關(guān)閉。支架就保持 在中間狀態(tài)，三個(gè)孔間相互密封，保持制動(dòng)壓力。 3) 降壓當(dāng)電磁閥工作時(shí)，支架克服兩個(gè)彈簧的彈力，打開卸荷肉使制動(dòng)分缸壓西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)英文譯文 12 力降低。壓力一旦降低，電磁閥就轉(zhuǎn)換到壓力保持狀態(tài)，或升壓的準(zhǔn)備狀態(tài)。 控制裝置 ECU 的主要任務(wù)是把各車輪的傳感器傳回來的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算、分析、放大和判別，再由輸出級(jí)將指令信號(hào)輸出到電磁閥，去執(zhí)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)任務(wù)。電子控制裝置 ? 由四大部分組成，輸入級(jí) A 、控 制器 B 、輸出 級(jí) C ， 穩(wěn)壓與保護(hù)裝置 D 0 電子控制器以 4 101tz 的頻率驅(qū)動(dòng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低， 故目前使用較廣。 在美國克萊斯勒型高級(jí)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(gè)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(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使傳感器不斷產(chǎn)生電壓信號(hào)，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(dòng)分缸制動(dòng)力。 3 ABS 使用中注意的問題 1) 更換制動(dòng)器或更換液壓制動(dòng)系部件后，應(yīng)排凈制動(dòng)管路中的空氣，以免影響制動(dòng)系統(tǒng)的正常工作。 2) 裝有 ABS 的汽車，每年應(yīng)更換一次制動(dòng)液。否則，制動(dòng)液吸濕性很強(qiáng)，含水后不僅會(huì)降低沸點(diǎn)，產(chǎn)生腐蝕，而且還會(huì)造成制動(dòng)效能衰退。 3) 檢查 ABS 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)前應(yīng)先拔去電源。 4 發(fā)展趨勢(shì) 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(duì)一些不確定因素的定量計(jì)量。簡(jiǎn)化了控制器的設(shè)計(jì)，而且因僅需測(cè)定車輪的角速度，便于實(shí)現(xiàn)，所以裝車成本低。該算法 現(xiàn)己趨近成熟，為當(dāng)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(shí)間都是經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)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(zhì)難以保證。 基于滑動(dòng)率的控制算法容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，且有十分明確的理論加以指導(dǎo)，但目前制約其發(fā)展的瓶頸主要是實(shí)現(xiàn)的成本問題，根據(jù)我們的研究認(rèn)為，今后ABS 控制算法的發(fā)展方向?qū)⒃谝韵聨追矫妗? (1) 針對(duì)當(dāng)前廣泛采用的邏輯門限值控制算法所存在的缺點(diǎn)，研究能跟蹤路面特性變化，使 ABS 各項(xiàng)性能指標(biāo)始終處于最佳狀態(tài)的控制 算法。其中預(yù)測(cè)控制技術(shù)值得重視。由于在制動(dòng)過程中，輪胎與路面間的摩擦特性導(dǎo)致防抱死制動(dòng)系統(tǒng)具有非常明顯的非線性、時(shí)變性和不確定性。因而難于建立其精確的數(shù)學(xué)模型，而預(yù)測(cè)控制具有預(yù)測(cè)模型、滾動(dòng)優(yōu)化和反饋校正的基本特性，可根據(jù)某一優(yōu)化指標(biāo)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，確定一個(gè)控制量的時(shí)間序列，使未來一段時(shí)間內(nèi)被調(diào)量與經(jīng)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(dòng)優(yōu)化，且在優(yōu)化過程中不斷通過實(shí)測(cè)系統(tǒng)輸出與預(yù)測(cè)模型輸出的誤差來進(jìn)行反饋校正，西安工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)英文譯文 13 所以能在一定程度上克服由于預(yù)測(cè)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(qiáng)。 (2) 隨著體積更小，價(jià)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(dòng)率將變得準(zhǔn)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(yīng)用于汽車 ABS 系統(tǒng)中。此時(shí)基于滑動(dòng)率的控制算法就可被重視。其中模糊控制將以其不依賴對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，便于利用人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)， 魯棒 39。性好，簡(jiǎn)單實(shí)用等特點(diǎn)而會(huì)被廣泛采用。 (3) 由單一的 ABS 控制目標(biāo)轉(zhuǎn)向多目標(biāo)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(dòng)過程中防止 車輪發(fā)生抱死，而且能夠在驅(qū)動(dòng)過程中 (特別是在起步、加速、轉(zhuǎn)彎等過程中 )防止驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)，使汽車在驅(qū)動(dòng)過程中的方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)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(dú)立控制向單 ECU 的整車控制，以網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和綜合控制的方向發(fā)展 。或者向動(dòng)態(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(dú)立地構(gòu)造自己的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器，而且要再統(tǒng)一地建立一個(gè)高層的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)器來幫助確定各 ECU 的控制策略，以增強(qiáng)各 ECU 的控制能力，解決分散控制系統(tǒng)存 在不穩(wěn)定模時(shí)不能用動(dòng)態(tài)分散控制的問題 [ll] ，使整車綜合性能得到保證。 5 總結(jié) 汽車防抱死制動(dòng)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(dòng)性能。目前 ABS 的控制技術(shù)主要采用邏輯門限值控制方法， 但隨著車速傳感器技術(shù)的發(fā)展，基于車輪滑動(dòng)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(shù)與裝置將以網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)資源共享和綜合控制，并朝著多目標(biāo)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(xiàn) l 余志生 . 汽車?yán)碚?(修訂版 ) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1993 2 李朝 祿 .汽車制動(dòng)防抱裝置 CABS) 構(gòu)造與原理 . 劉榮華譯 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1995 3 柯愈治， 謝懷喧等 .汽車防抱制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shù) .北京 :北京理工大學(xué)出版社， 1998 5 周云山， 于秀敏 . 汽車電控系統(tǒng)理論與設(shè)計(jì) .北京 :北京理工大學(xué)出版社， 1999 6 張洪欣 .汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) .上海 :同濟(jì)大學(xué)出版社， 1996 7 Gerorge , Gerard , etc. Fuzzy Logic Continues and Quantizing Control of an ABS Braking system. 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