硕士论文-汽车abs控制算法及基于arm的控制器开发研究

合肥工业大学硕士学位论文汽车ABS控制算法及基于ARM的控制器开发研究姓名：黄明申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：王其东20090301汽车ABS控制算法及基于ARM的控制器开发研究作者：黄明学位授予单位：合肥工业大学相似文献(10条)1.学位论文高建对开与对接路况下汽车防抱死制动系统的控制策略研究2006本文主要研究了基于滑移率控制的汽车防抱死制动系统(ABS)自适应神经模糊控制策略。根据车辆动力学建立汽车数学模型，然后对模糊控制理论在汽车防抱制动系统(ABS)上的应用进行了研究。首先通过建立车辆单轮模型进行控制系统分析与设计，在设计了路面识别控制器的同时利用Matlab/Simulink软件进行模糊控制的策略研究,并在干路面到湿路面的对接路况下进行仿真试验。在成功进行仿真控制后，建立四轮整车模型进一步验证控制策略的可行性与精确度。最后针对当前仿真研究中对路况研究不深入的情况，主要进行对开路面的研究。在对开路面状况下，研究了车辆的控制策略，并进行建模仿真分析。本文突破前人为“自动控制而自动控制”的研究模式，提出了将人的行为包括至系统中的“人-机”闭环控制系统，并进行了相关控制策略开发与仿真。仿真试验表明,基于路面自动识别ABS模糊控制系统能快速准确判断出路面状况的变化,自动调整优化控制器控制参数,使车辆获得最大地面制动力，相比传统利用车身加速度路面识别的逻辑门限控制器，该控制器反应更灵敏，控制更精确，具有很高的实用价值。2.期刊论文刘长征.崔明博.LIUChang-zhen.CUIMing-bo基于路面识别实时控制车轮滑移率的ABS系统-电脑知识与技术2009,5(36)汽车防抱死制动系统(ABS)是一种很重要的汽车主动安全技术.并针对路面具体情况,对车辆防抱制动系统的滑移率实时控制进行研究.该文在MATLAB/Simulink仿真环境下,建立车辆动力学模型,实现了对路面状况识别,同时对基于滑移率控制的防抱制动系统的计算机仿真.仿真结果表明,该系统能真实地反映汽车ABS系统的实际工作过程,达到了满意的控制效果.3.学位论文尹基成基于路面识别的汽车ABS控制方法的研究2009采用现代控制理论和方法，研究基于路面行驶状况的汽车防抱死制动控制方法（简称ABS），是当前汽车工程技术领域内的热门课题之一。针对基于滑移率的汽车防抱死制动控制方法中，由于没有考虑道路状况对目标滑移率、车轮速度及角加速度等参量变化的影响而导致路面附着系数利用率较低、防抱死制动控制的实时性和准确性较差等问题，论文以排量为2．4L的中级轿车为对象，采用车辆动力学参数解析的方法，对路面进行实时识别，并获取当前路面的最佳滑移率，以此为基础，研究基于路面识别的汽车ABS逻辑滑模控制方法，并研制了基于路面识别的汽车ABS逻辑滑模控制的实验系统。br　　论文首先建立了用于研究汽车ABS路面识别控制方法的1/4车辆模型、整车模型及制动系统模型。在1/4车辆模型中，建立了逻辑门限值与滑模变结构两种控制方法，并对两种控制方法的效果进行了分析，在此基础上根据逻辑门限控制过程中角加速度及滑移率关系特征来进行路面识别获得当前路面的最佳滑移率，然后以此最佳滑移率为控制目标转入滑模变结构控制，最终获得了基于路面识别的ABS逻辑滑模控制方法。br　　根据汽车系统动力学和自动控制的基本原理，以排量为2．4L的中级轿车为对象，运用ADAMS/Car建立了96自由度整车虚拟样机模型，并以整车虚拟样机模型为控制对象，在此基础上，综合运用ADAMS/Car与MATLAB对基于路面识别的汽车ABS逻辑滑模控制方法进行了软件在环仿真验证。以此为向导，研制了基于路面识别的汽车ABS逻辑滑模控制的实验系统，该系统通过基于LABVIEW的PXI虚拟仪器，实现了基于ADAMS/Car的虚拟样机、基于MATLAB的虚拟控制器与汽车制动系统的集成，并以此对ABS路面识别控制方法进行了硬件在环仿真实验验证。br　　最后对研究结果进行了归纳总结，并对今后的研究工作提出了建议。4.学位论文杨红明汽车防抱死制动系统（ABS）控制算法的分析与设计2004在过去的二十多年内,随着汽车电子技术的发展和人们对汽车安全性的重视,汽车防抱死制动系统(ABS)已从试验研究阶段逐渐发展成为汽车的标准配置.但是在中国对这项技术的研究还处于起步阶段,该文主要研究内容是基于逻辑门限值的ABS控制算法的分析、设计、仿真和路面测试.该文首先分析了ABS系统的工作原理和作用,接着介绍了国外成熟ABS产品的组成和布置型式,描述了ABS控制系统的特点和在实施中的难点问题.针对ABS控制系统的特点我们还介绍了一系列可用的控制方法,但在工程实践中,只有基于逻辑门限值的模拟和预测控制方式得到了广泛的应用.在本文的第3章,首先详细的探讨了基于逻辑门限值的ABS系统控制过程,给出了在工程实施中这种控制方式的具体方案,特别是针对控制算法几个难点问题如路面识别问题、车速估计问题、系统滞后问题提出了初步的解决办法.在以上分析的基础上,设计了一套基于逻辑门限值的控制算法整体流程.但在此后的设计中,对这个方案做出了一定的简化,并给出了这个简化方案的详细设计,具体包括一种自适应式轮速处理算法、阀动作分析算法和电机控制算法.在第4章,首先在Matlab/Simulink环境下实现了全部算法,并利用TESIS提供的车辆动力学模型对控制算法的有效性和性能进行了仿真分析,仿真结果表明算法是可行的.在此基础上,把算法下载到dSPACE系统板中,利用dSPACE系统的强大功能和自行设计的部分外围电路构建了ABS控制器,并用这个控制器替代了某轿车的真实ABS控制器进行了路面测试.通过对测试结果的分析和与国外成熟产品控制效果的对比发现,自行设计控制算法取得了较好的控制效果.5.期刊论文陆文昌.LUWen-chang汽车防抱死制动系统性能的研究-中国安全科学学报2005,15(11)汽车防抱死制动系统的性能直接关系到汽车的运行安全,笔者以获得汽车制动最佳效能并能自动适应路况变化为控制系统的设计目标;通过分析车轮制动的动力学原理;运用自寻最优控制理论;进行了基于路面附着系数的汽车防抱死制动系统设计.仿真实验结果表明:该控制系统能充分利用最大附着力制动、实现自动路面识别并可提高汽车制动时的操作稳定性;进而证实了基于路面附着系数的汽车防抱死制动自寻最优控制方法,相对以往的控制方法更为简单和更适合于实际应用.6.学位论文邹素瑞客车防抱死系统控制器的研究2007随着汽车电子技术的发展和人们对汽车安全性的重视，汽车防抱死制动系统(ABS)己逐渐成为汽车的标准配置，然而目前国内市场上国外ABS产品占据了绝大部分份额，为提高我国汽车工业的竞争力，发展具有自主知识产权的ABS产品很有必要，本文就是在此背景下进行ABS控制器的研究。本文综述了防抱死制动系统的技术理论，系统结构，常用的安装形式，介绍ABS控制技术中的几个关键问题。分析几种常用的ABS控制方法，以工程实用为原则，本文采用优化的逻辑门限值控制方法并对该算法进行稳定性研究。设计了电子控制单元的软硬件部分。硬件电路包括轮速信号调理电路，运算电路，电磁阀驱动电路，故障检测电路等。软件采用基于μC/OS-Ⅱ操作系统的设计。设计了轮速信号采集程序，路面识别程序，ABS控制主程序。为验证ECU的功能，建立硬件在环仿真平台，进行ECU硬件在环仿真。ECU分别在高附着系数路面，低附着系数路面，分离路面，跳变路面下进行仿真，取得很好的控制效果。7.学位论文肖冰摩托车电子防抱死制动系统液压调节装置的研制1998该论文研究课题为摩托车电子防抱死制动系统(ABS)液压调节装置的研制.论文介绍了摩托车ABS的工作原理、组成及型式;分析了影响摩托车ABS控制技术的主要因素,较好地解决了由轮速估算车速和路面识别方法,并应用逻辑门限值控制方法编制了整个制动过程的控制框图;建立了摩托车制动系统的轮胎--地面系统的基本数学模型,首次推导了摩托车ABS控制参数、液压调节装置设计参数的计算公式;设计了两套适于摩托车ABS用的液压调节装置,并对第二套方案进行制造和试验研究,该液压调节装置结构新颖、响应快、成本低,试验结果较理想.该硕士论文课题研究成果填补了中国摩托车电子防抱死制动系统研究的空白.8.学位论文刘国福基于滑移率的车辆防抱死制动系统的研究2007汽车防抱死制动系统(ABS)对提高汽车的主动安全性和经济性、减小事故风险等具有重要的意义，因而具有广阔的应用前景。结合车辆动力学控制的最佳ABS系统是以车轮滑移率为控制目标的ABS系统，它涉及到一系列关键技术研究，如轮速信号的处理方法和轮加速度信号的计算方法、车身速度估计方法、最佳滑移率估计方法和ABS的控制方法等。为了改进传统的逻辑门限ABS的局限性，本文对基于滑移率的汽车防抱死制动系统的上述关键技术及实现方法进行了研究，并以研究成果为基础完成了相应工程项目的研制任务。本文的研究工作包括以下几个部分：(1)根据车辆运动参数，采用牛顿力学建立了车辆的九自由度制动模型，然后逐步简化为双轮车辆制动模型和单轮车辆制动模型。在对比几种常用的轮胎模型基础上，选择了魔术公式作为车辆制动模型中的轮胎模型。(2)描述了轮速信号的采集和预处理过程，研究了轮速信号的测量误差，通过试验给出了测量误差随轮速的变化关系；给出了等角度采样信号变换到等周期采样信号的计算方法，应用指数平滑滤波器实现了轮速信号的滤波；设计了一种基于FIR滤波器的轮加速度信号的计算方法，在使误差方差最小的准则下，求解了滤波器的系数和滤波器的长度。(3)对基于多传感器融合技术的车速估计方法进行了研究。该方法是利用加速度传感器测量汽车制动过程中车身加速度信号，结合轮速信号，建立系统状态方程和测量方程，并采用卡尔曼滤波技术来估计车速的。为减少微控制器的计算量和增加系统可靠性，对四个轮速信号应用中值滤波方法，给出了一种实用的车速计算方法。(4)在比较各种路面识别技术优缺点基础上，对基于μ一λ函数参数模型的最佳滑移率估计方法进行了研究。为了能迅速跟踪路面的跃变，设计了基于累积和(CtJSUM)算法的路面跃变监视器。(5)在考虑风阻和轮胎滚动阻力的工况下，对以最短制动距离为目标的ABS控制律进行了研究，并利用基于初值猜测技术的打靶法进行了数值仿真。对基于模型的自适应滑模变结构控制方法进行了理论研究与改进，将其应用到基于滑移率的ABS系统中，并进行了仿真验证。(6)给出了ABS系统的软硬件设计，包括轮速信号处理电路及其仿真验证、车辆加速度传感器应用电路和DSP在ABS系统中的应用电路；设计了ABS实时闭环模拟系统，并在该平台上验证了所提出的ABS参数自适应滑模变结构控制方涪的有效性和可行性；最后，利用研制的ABS系统进行了道路试验。上述研究工作对自主开发ABS系统和进一步开展汽车主动安全性理论和技术研究有一定的参考价值和现实意义。9.期刊论文ABS路面识别的仿真分析-拖拉机与农用运输车2009,36(5)实时有效识别路面对防抱死制动系统(ABS)的制动安全性具有重要意义.通过以3种不同路面作为研究对象进行基准分析,利用Matlab/Simulink建立路面识别的仿真模型.仿真结果表明,最佳滑移率与路面基本相适应.10.学位论文郭亦兵汽车惯性防抱死液压制动系统的研究1996该文研究利用高速行驶时汽车自身的惯性来产生制动油压力,同时自动防抱死车轮.现用的汽车制动系统和防抱死制动系统,其制动油压力的产生和汽车制动时的滑移率无直接联系或根本无联系,使得汽车的制动无法控制或要用复杂的电子系统来控制.产生这种现象的根本原因在于路面附着系数的难于识别.该文试图通过把液压制动油压力与制动车轮转速联系起来,使得制动油压力能自适应地面附着系数,从而减少路面识别的困难性.该文设计了相应的实验液压系统及实验台,并对它进行了理论分析,实验测试同时用键合图法对液压制动系统建立了数学模型及仿真计算,测试了液压系统各元件的参数对压力-时间,速度-时间特性曲线的影响,对其作了总结分析,并通过仿真对实验曲