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商用车电子制动系统控制器设计及控制策略研究
| 论文题名： | 商用车电子制动系统控制器设计及控制策略研究 |
| 关键词： | 商用车;电子气压制动系统;制动力分配;控制策略 |
| 摘要： | 商用车作为公路运输的主要交通工具之一，而制动系统作为商用车主动安全系统重要组成部分，因此其制动性能直接关系到乘员的生命财产安全。为解决传统气压制动系统存在响应迟滞、制动力分配不合理等缺点，电子气压制动系统(Electronic Braking System,EBS)引入高精度电子传感器和电控回路，能够大幅缩减制动响应时间、准确识别制动控制参数、能动态调节制动力分配比例，显著提高制动安全性和经济性。而商用车整车质量和道路坡度这两个时变参数作为EBS制动控制的输入量，其精度直接接影响EBS制动控制效果。因此本文首先提出商用车整车质量和道路纵向坡度的估算方法；据此提出了EBS制动力分配算法，以提高制动安全性和经济性；接着设计了满足EBS系统功能需求的控制器作为算法的载体与执行部件；最后通过仿真试验和实车试验验证算法的有效性。通过本文研究以期得到一套完整用于线控制动系统制动力分配控制方法与样机。 本文主要进行了以下工作： （1）建立商用车纵向动力学模型，提出利用带单遗忘因子的最小二乘法（FRLS）估算整车质量的方法。建立基于纵向加速度传感器的纵向运动学模型；建立车辆纵向动力学模型，利用AIMM算法将两种模型融合，以提高估算精度。 （2）提出以前馈+PID反馈的控制方法设计出制动减速度控制器。由制动踏板开度决定目标制动减速度的大小，以此作为制动减速度的前馈控制；同时采用PID控制作为制动减速度的反馈控制，以防止系统产生过大的超调。 （3）提出电子气压制动系统制动力分配控制算法。旨在实现理想制动力分配，并监测车轮状态；并提出磨损控制算法，通过调节制动力分配比例，达到均衡摩擦衬片磨损量的目的。 （4）设计一套满足EBS功能需求的控制器硬件。控制器硬件作为算法的载体和执行器件，并用于硬件在环试验和实车试验。 （5）利用Matlab/Simulink与TruckSim软件联合仿真对算法进行验证；最后将Simulink中的算法进行自动代码生成，烧录至EBS控制器硬件中，以解放JH6牵引车作为试验车进行实车试验。试验表明，本文提出的整车质量估算方法可迅速、准确的收敛至真实值附近，且保证收敛结果在±5%相对误差范围内；纵向坡度估计算法快速收敛于实际值附近，且相对误差在±5%范围内；制动减速度控制算法可保证快速响应驾驶员的制动意图，且绝对误差维持在0.22m/s范围内；本文提出的制动力分配算法控制的制动效果明显优于传统气压制动力分配方法，保证制动安全性的同时，提高经济性。 |
| 作者： | 何臣修 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 郭世永 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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