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基于路面辨识的主动避撞制动系统关键技术研究
| 论文题名： | 基于路面辨识的主动避撞制动系统关键技术研究 |
| 关键词： | 主动避撞;防抱死制动;路面识别;压力控制器;峰值附着系数 |
| 摘要： | 汽车产业的飞速发展，不仅带来保有量的不断增加，也导致交通安全问题日益突出。近年来，随着电控技术的成熟，智能化汽车的研究成为热点。主动避撞系统作为最重要的主动安全技术，越来越受到各大研究机构的重视。但仅依靠空间信息对制动、转向等执行机构进行决策和控制会引发一系列安全问题，尤其在恶劣环境下常见的车辆追尾、侧滑等交通事故，都是由于路面信息的缺失导致对于制动力控制不准确。针对此问题，本文将结合避撞系统在主动制动过程的需求，识别路面信息，并改进制动系统方案。 首先，通过分析现有的路面辨识和制动系统方面的研究成果，提出路面条件是制约制动效能的主要因素，并根据主动避撞系统要求设计基于路面辨识的防抱死制动系统方案。利用辨识的路面峰值附着系数计算出制动压力作为阈值，在达到防抱死条件时实现直接控制。 其次，实现制动方案的第一步是路面辨识。通过研究Burckhardt轮胎-路面数学模型，设计了路面峰值附着系数辨识算法。考虑到理论的有效性，先进行基于Burckhardt模型中几种典型路面在Simulink中的仿真；再利用CarSim车辆动力学仿真软件作为整车及路面输入，与Simulink联合仿真，提高仿真的精度。结果表明，所设计的路面峰值附着系数辨识算法精度高，实时性好，适用于包含典型路面的任何路面，且对变路面同样有效。 进一步，主动避撞系统对于车辆制动减速度的准确控制，要求制动系统能快速响应，准确获得目标制动力。所以，接下来对制动系统的压力控制进行研究。现有的电控液压系统（EHB）采用的是高速开关阀，不便直接控制制动压力，且在防抱死的过程需要通过不断的增压与减压。为了便于主动避撞过程中对制动力的准确控制，采用比例阀改进EHB系统，并建立轮缸压力在增压减压过程的仿真模型。为了快速准确的制动压力控制，设计单神经元PID压力控制器，仿真结果表明响应速度较快，动态跟踪效果好，且无稳态误差。 最后，为了进一步验证制动系统的有效性，通过CarSim/Simulink联合仿真，与传统的ABS进行对比分析。为了减小初始增压过程中不同制动执行机构的影响，要求制动压力快速达到防抱死临界值，进行两种制动方案在要求最大制动力时的紧急制动。仿真结果表明，本文所设计的制动系统相较于传统ABS系统制动性能更优越，尤其是在不同的路面条件下，都表现出较好的制动效果。解决了传统ABS在较差路面制动距离增加的问题，制动距离最大可缩短16%。 |
| 作者： | 张龙飞 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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