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基于电子机械制动的汽车ESP控制算法研究
| 论文题名： | 基于电子机械制动的汽车ESP控制算法研究 |
| 关键词： | 电子机械制动;电子稳定程序;控制算法;离线仿真;通讯网络 |
| 摘要： | 电气化是汽车未来发展的趋势，其中电子机械制动（Electromechanical Brake，EMB）系统作为一种线控系统，其制动响应及时、结构更加紧凑，有着易于融入整车电子通讯网络，便于与ABS、ESP等控制方式相结合等优点。EMB的这些优点，使得它成为了制动系统研究的新方向。另外，ESP控制系统作为汽车主动安全控制系统的重要组成部分，也在逐步地成为汽车的标准配置，而 ESP控制算法的不同可以直接影响着 ESP控制性能的好坏。在此发展趋势下，本文提出了基于EMB汽车的ESP控制算法研究。 本文介绍了电子机械制动器的整体结构及制动时的工作原理。对于EMB的执行器，关于如何将驱动电机的转动转化为推动制动衬块平移的整个机械运动过程，进行了物理特性与数学理论分析，建立了执行器仿真建模，并在EMB执行器中加入了三闭环控制系统，对执行器的电机电流、转速及制动盘夹紧力进行控制，使EMB能根据要求进行精细调节，并且具有良好的静态和动态性能。 本文在Matlab/Simulink软件平台上，建立了满足ESP控制系统要求的七自由度汽车运动学模型。同时建立汽车动力系统模型和差速器模型，针对重要的作用对象轮胎，引用Dugoff轮胎模型，对轮胎的受力及运动等作了物理特性与数学理论分析。为后续基于EMB汽车的ESP控制系统的分析作了基础。 本文进行了ESP控制系统的控制算法研究。利用三自由度模型确定了 ESP控制目标量，即质心侧偏角与横摆角速度的名义值，并且利用kalman滤波的方法估算了难以直接测量的物理量，即质心侧偏角的实际值。分别采用了PID控制与模糊PID控制两种控制方法，进行了ESP控制系统的控制算法研究。另外，还设计了汽车稳定性判断子系统和制动车轮选取子系统等。 本文最后分别选择了三种典型转向工况，在Matlab/Simulink软件平台上，对基于EMB汽车的ESP控制系统进行了离线仿真。将基于PID控制和基于模糊PID控制的两种ESP控制系统和无ESP控制系统时，汽车在典型转向工况下的离线仿真结果进行比较分析，验证了基于这两种控制方法的ESP系统都能较好地起到稳定汽车的作用，具有一定的实用价值。并且通过对比得出，基于模糊PID控制的ESP控制性能要优于PID控制方式。 本文在基于EMB的汽车上，加入了ESP控制系统。在分析了EMB的特性基础上，使用模糊PID控制方法进行ESP控制算法设计。本文对于提高汽车主动安全性和推动EMB系统的发展有着一定的意义。 |
| 作者： | 周亮 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 苏楚奇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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