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轿车电磁与摩擦制动集成系统模式切换控制与稳定性分析
| 论文题名： | 轿车电磁与摩擦制动集成系统模式切换控制与稳定性分析 |
| 关键词： | 轿车;电磁制动;摩擦制动;系统集成;模式切换控制;整车稳定性 |
| 摘要： | 目前，大多数轿车的制动系统都是采用的盘式制动器，利用液压力压紧制动钳和制动盘进行摩擦制动，这种制动方式会导致制动盘磨损、噪声、粉尘、液压作用延迟、不易控制等结果。为了解决和改善上述问题，作为非接触的电磁制动技术逐渐引起了人们的重视。课题组在对电磁制动技术的研究基础上，提出了将电磁制动与摩擦制动进行系统集成的设计思想。 将传统摩擦制动与电磁制动集成可以获得较快的响应速度、减轻制动盘的磨损、便于进行系统化的控制集成等。在课题组前期已完成的制动集成系统参数的优化设计、试验台架设计等基础上，本文主要以制动集成系统的工作模式切换控制及其对整车制动性能的影响以及整车稳定性的控制为研究重点。 本文首先介绍了制动集成系统的研究现状，并将混杂系统理论应用到制动集成系统控制研究中，对混杂系统的研究情况进行了相关的介绍。 然后分别对电磁制动系统和电子液压制动系统的工作原理和数学模型进行了介绍，并在制动集成系统试验台架上，分别对电磁制动系统、液压制动系统的性能进行了试验研究，验证了本文建立的理论模型的可行性。 其次，通过分析整车的受力情况，在MATLAB/Simulink中建立了车辆整车系统动力学模型，在该模型的基础上，对纯电磁制动、纯摩擦制动及联合制动过程进行仿真，通过对仿真结果的分析，来验证整车模型的正确性，并获得装用制动集成系统的整车制动效果。 接着，基于混杂系统理论对制动集成系统进行了模式切换控制的研究，先依据制动集成系统的特点，根据制动强度要求及速度大小确定了制动模式切换控制策略，再基于ECE法规对前后轴制动力矩及每个车轮的电磁、摩擦制动力矩进行了分配，并且针对制动模式切换过程中的力矩波动，对力矩进行了反馈PID控制。在所建立整车模型的基础上，对低制动强度和中制动强度工况进行了仿真研究，验证了基于模式切换的制动集成系统控制方法的有效性和可行性。 最后，对车辆制动时可能出现的不稳定行驶现象进行分析，确定了基于制动集成系统的稳定性控制策略及具体控制方法，设计了以车轮目标滑移率为控制对象的滑模控制器。为验证控制效果，分别对直线和转弯制动工况进行了仿真，仿真结果表明:基于制动集成系统的车辆制动稳定性控制方法能有效提高车辆制动时的稳定性。 本文的研究成果对电磁与摩擦制动集成技术的进一步发展奠定了理论基础，有利于制动集成系统的产业化。 |
| 作者： | 汤宝 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 何仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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