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汽车制动防抱死系统故障诊断技术研究
| 论文题名： | 汽车制动防抱死系统故障诊断技术研究 |
| 关键词： | 汽车制动防抱死系统;故障诊断技术;轮速传感器;控制模式;滑模观测器 |
| 摘要： | 汽车制动防抱死系统(Anti-lock Braking System，ABS)是重要的汽车主动安全控制技术,它通过控制电磁阀的瞬时开闭调节制动时轮胎的滑移率,使车轮与地面的附着系数最佳。ABS对缩短制动距离，提高制动稳定性具有重要的意义。本文针对ABS系统开发中面临的故障诊断技术进行研究，以期对ABS系统的故障诊断提供技术和方法。 本文的研究分为两个方面。一是结合硬件在回路的测试技术，建立了ABS故障模拟系统。通过模拟可能出现的传感器故障和执行机构故障，为ABS故障诊断方法和故障处理方法提供评测环境。二是通过故障重构技术，为ABS传感器故障诊断提供一种新的诊断方法。 本文首先分析了ABS系统结构和工作原理，在此基础上，确定了ABS故障模拟系统的功能需求，并基于硬件在回路技术进行了故障模拟系统的整体结构设计。为了评价故障诊断的实时性和不同状态下故障处理的正确性，本文给出了一种故障事件控制模块和故障生成模块方法，使不同控制状态模式下设置故障成为可能。本文给出的故障模拟系统不仅能满足ABS故障诊断性能的测试需求，也为后续的故障诊断技术研究提供了一个可靠的测试环境。 为了准确模拟ABS系统的各类故障，本文基于对电磁式轮速传感器和霍尔式轮速传感器工作原理的分析，提取了轮速传感器缺齿故障及传感头与齿圈间隙过大时的信号特征。并在此基础上，提出了一种轮速传感器缺齿、间隙过大、断路、短路故障的模拟以及轮缸压力传感器和回液泵、电磁阀的线路故障模拟软硬件设计方法，分析了轮速传感器输出正弦信号相位差对故障模拟信号的影响，给出了电路仿真和实验结果。针对ABS存在增压、减压、保压3种控制模式，以及不同控制模式下其发生故障会对制动性能产生不同影响的问题，本文给出了一种基于模型的控制模式预估方法，使得在ABS极限控制工况下产生设定的故障成为可能，为故障处理方法的评价提供了有效的检验环境。 本文对ABS中传感器可以描述为加性故障的一类故障，采用基于滑模观测器进行故障重构方法研究。通过建立轮缸非线性数学模型，针对轮缸压力传感器的断路故障进行了方法的应用。仿真结果表明，所研究方法能够实现轮缸压力传感器断路故障的故障重构。 |
| 作者： | 曹薇华 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 刘志远 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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