2汽车制动-Simulink介绍

主要应用系统•控制系统；•通讯系统物理层和数据链路层；•动力学系统；•数字信号处理系统；•电力系统；•生物系统；•金融系统基于Matlab/Simulink的汽车制动过程的仿真通过建立汽车制动过程的数学模型，建Matlab/Simulink仿真模块，对某车制动过程进行仿真。并对汽车制动器制动力矩增长率和整车质量对制动过程的影响进行简要的分析。1．制动过程分析汽车的制动，从驾驶员踩上踏板到汽车停止，大体上可分为三个阶段。第一阶段是制动系统的反应滞后，这一阶段制动器没有真正起作用，汽车仍按原来的速度行驶。第二阶段是从制动器起作用到车轮抱死拖滑。这一阶段制动力不断增大，车轮边滚边滑直至抱死。制动距离主要决定于制动器制动力的增大速率、地面附着力的大小和前后制动力分配等情况，第三阶段是从车轮饱死拖滑至汽车停止。这一阶段制动力基本不变，制动距离主要由地面附着系数确定。制动的这三个阶段，从动力学的观点来看，第一阶段属于稳态过程，此时车速不变，只要测出系统滞后时间，计算很容易。第三阶段虽然处于动态，但比较稳定，制动减速度基本保持不变。第二阶段是第一阶段向第三阶段的过渡过程，这个阶段比较复杂，影响因素多。实际上汽车的制动性和制动稳定性（前后轮先后抱死情况)都主要取决于这个阶段。2.建立制动过程的模型汽车制动过程的模型包括整车的动力学模型、制动器的数学模型和车轮模型、整车的动力学模型设一质量为M的汽车在坡度为的斜坡上下坡行驶时，忽略空气阻力和滚动阻力，取汽车旋转质量换算系数为1受力如图1所示，制动时的微分方程为由图1对前后轮接地中心起矩，由力矩平衡得12sin(1)xbxbdumGFFdt－－12cossin2cossinzgjgzgjgFLGbGhFhFLGaGhFh－（）＋111xbzFF222xbzFF(3)jduduFmmdtdt其中，，由此可得到前后车轮载荷为12(cossin)4(cossin)zggzggduFmgbghhLdtduFmgaghhLdt（）对前后轴由动量矩定理得1111122222(5)xbxbFrTJwFrTJw2.建立轮胎模型轮胎模型主要是指制动过程中车轮附着力及其影响参数的函数表达式,通常都是指车轮纵向附着系数与各参数的变化关系.它们之间的经验的关系式很多,比较常用的H.B.Pacejka提出的魔术公式:0(s)=sin{arctan[(arctan())]}(6)ABCsDCsCs式中:为车轮在纯滚动时的附着系数,一般情况下设为0;A、B、C、D为待定参数,是与路面有关的常数,通过改变这些参数,可以模拟得到不同的路面附着系数.图3为不同路面的模拟示意图.滑移率可以通过下列式子求出:建立制动器模型为了便于仿真模拟,在计算时只考虑制动时的制动力矩随时间变化的增大速率,而最大制动力由车轮与地面之间的附着力来确定.设,为前后车轮制动力矩的增大速率,则前后轴的制动力矩由下式计算112212100%100%(7)vwrvwrssvv设,为前后车轮制动力矩的增大速率,则前后轴的制动力矩由下式计算1122(8)TktTkt3.建立Simulink仿真模型采用的仿真软件是Matlab7.0。对于路面附着系数，我们采用第二组曲线和相关的计算参数如下：其中道路坡度a为0，即假设汽车在水平路面上紧急制动。