基于amesim的abs液壓系統(tǒng)建模與仿真本科生畢業(yè)論文-文庫吧資料
2024-09-09 21:40本頁面
【正文】 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) 絕對粘度與液體密度的比值稱為運(yùn)動粘度，其定義為： v ??? (2.10) 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 s p d pP D P k x A?? () 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 12 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。由于 ABS 是一種快速反應(yīng)機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性起著至關(guān)重要的作用 。 由 公式（ ） 可得在制動過程中的整車動力學(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 r lr r br r dR x r rI T r FI T r FI T r FI T r F????? ? ?? ? ?? ? ??? 式 中 ,Vx－汽車縱向速度； Vy－汽車橫向速度； 第一個下標(biāo) f－汽車前輪； 第一個下標(biāo) r－汽車后輪； 第二個下標(biāo) f－汽車左輪； 第二個下標(biāo) r－汽車右輪； rdF－汽車前輪滾動半徑； rdR－汽車后輪滾動半徑； Tbxx－車輪上的制動力； M－整車質(zhì)量； a－質(zhì)心到前軸的距離； b－質(zhì)心到后軸的距離； Iz－整車轉(zhuǎn)動慣量； Ixx－車輪轉(zhuǎn)動慣量； 作為 整車模型，還應(yīng)考慮汽車在縱向加速度和橫向加速度下引起的載荷轉(zhuǎn)移考慮到這些因素，作用在各個車輪上的垂直載荷 如公式（ ）。 車 輛 運(yùn) 動 方 程 ： MV F?? () 車輪運(yùn)動方程： x b g bI F r T T T?? ? ? ? () 車輪縱向摩擦力： xFN?? () 定義滑移率為： 100%VRS V???? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 9 圖 單輪車輛模型 式中， M－汽車的質(zhì)量； V－汽車的速度； Fx－地面制動力； I－車輪轉(zhuǎn)動慣量； ω－車輪角速度； r－車輪滾動半徑； Tb－制動力矩； Tg－輪胎和地面間的制動力矩； μ－附著系數(shù)； N－車輪對地面法向反力 根據(jù)車輛的運(yùn)動方程 （ ） ， （ ） ， （ ） 建立 Simulink 仿真模型，輸入位置動力和縱向附著系數(shù)，輸出為車輛速度、車輪轉(zhuǎn)速及制動距離，仿真模型如圖 所示。 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?yàn)榇四Ｐ椭灰枋龅氖街苿有阅?，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。 通過對 ABS 原理的深入研究，對制動過程的深入分析以及對多種控制方黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 8 法特點(diǎn)的分析，在 MATLAB/Simulink 中搭建 ABS 模型，將 ABS 對整車的性能影響進(jìn)行仿真，并對仿真結(jié)果進(jìn)行分析來證明方法的可行性。 從 AMESIM 模型庫中選取液壓元件模型，按照工作原理 連接各個元件 ，對 ABS 液壓 系統(tǒng) 進(jìn)行 增壓、減壓 ，保壓 種狀態(tài) 下的仿真。 AMESIM 系統(tǒng)仿真平 臺，提供了系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的完整環(huán)境和多學(xué)科領(lǐng)域系統(tǒng)的各類模型庫，包括控制應(yīng)用庫、機(jī)械應(yīng)用庫、流體應(yīng)用庫、電磁應(yīng)用庫、熱分析應(yīng)用庫以及內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用庫等。 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(jì)的仿真平臺。另外，如果制動時車輪經(jīng)常抱死，會加劇輪胎的摩損，大大降低輪胎的使用壽命。在傳統(tǒng)制動的情況下，汽車緊急制動時極易發(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)致制動距離加長，而且更 為嚴(yán)重的是，此時側(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]。當(dāng)滑移率繼續(xù)增加到 SSc 時，縱向附著系數(shù)開始減小，當(dāng) S＝ 100％時，即車輪抱死拖滑，縱向附著系數(shù)降低到最小值 μg，這時地面制動力最小，導(dǎo)致制動距離增加。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。側(cè)向附著力越大汽車的方向穩(wěn)定性就越好。隨著人們對輪胎與路面間的互相作用機(jī)理和輪胎動力學(xué)認(rèn)識的不斷加深，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。隨著制動壓力的升高，在與輪速 旋轉(zhuǎn)相反的方向上將產(chǎn)生地面制動力矩，輪速開始減小，隨著制動力的增加，車輪開始產(chǎn)生滑移，車輪滾動的成份越來越少，而滑動的成份越來越多，一般用滑移率 S 來描述制動時車輪的滑移程度，如公式（ ）。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 從結(jié)構(gòu)上保證各制動輪缸的制動壓力與制動踏板行程，以及制動踏板力成比例關(guān)系，隨著制動壓力的增加，輪速迅速降低而趨于抱死狀態(tài)時， ECU 根據(jù)輸入的輪速信號判斷出系統(tǒng)下一個控制周期應(yīng)進(jìn)入減壓狀態(tài)，常開閥和常閉黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 6 閥都通電，常開閥關(guān)閉，常閉閥打開，輪缸內(nèi)的制動液經(jīng)常閉閥進(jìn)入蓄能器；隨著制 動壓力的降低，當(dāng)輪速逐漸恢復(fù)到一定值時， ECU 判斷出當(dāng)前需要處于保壓狀態(tài)，常開閥通電，常開閥關(guān)閉，常閉閥斷電，輪缸中的制動液被封閉在兩個電磁閥之間。在防抱死制動過程中，通過 HCU 電磁閥的開關(guān)動作來實(shí)現(xiàn)制動壓力的調(diào)節(jié)。每對電磁閥對一個控制通道進(jìn)行獨(dú)立防抱死制動壓力控制。 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。 HCU 主要有電磁閥、蓄能器、回油泵，以及一些輔助液壓閥等構(gòu)成。
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