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半挂汽车列车气压ABS研究

肖朝明  
【摘要】:汽车防抱死制动系统,英文简称ABS (Anti-lock braking system)是一种在制动时能够自动调节车轮制动力大小,防止车轮抱死以取得最佳制动效果的机电一体化制动系统。该系统能够有效地提高制动时的方向稳定性和转向能力、缩短制动距离,对汽车的行驶安全具有重要作用,目前己成为汽车重要的主动安全装置,是国内外汽车行业重要的研究课题和我国的重点资助项目。 半挂汽车列车是由半挂牵引车和半挂车两大部分组成汽车专用车辆,具有载货量大、运输效益好等优点,是中长距离汽车货运的骨干力量和主要发展趋势之一。近年来,不论是其数量在货车中的比重,还是其承担货运量在道路货运中的比重都逐年增加。半挂汽车列车车身长、质量大、速度快、其行车安全也越来越受到重视。 为了解决行车制动的方向稳定性问题,本文首先分析了半挂汽车列车气压ABS的控制方法。在研究中详细探讨了汽车ABS的基础理论、一般结构、主要类型和工作原理。分析了半挂汽车列车及其气压制动系统的特点;研究了半挂汽车列车气压ABS的结构方案和控制方法。提出了基于滑移率为参考控制参数的模糊自适应控制策略。建立了模糊控制系统,做了计算机仿真实验,并对仿真结果进行了分析和讨论。 半挂汽车列车气压ABS分为半挂牵引车和半挂车两大部分:牵引车部分与普通载货汽车相同,采用二通道三传感器结构方案:即两前轮采用独立控制原则单独控制,两后轮(半挂汽车列车的中轮)采用低选原则统一控制。而半挂车车轮(半挂汽车列车的后轮)ABS系统采用SL结构。根据仿真建模的要求,相应建立了半挂汽车列车的整车模型,单轮模型,制动器模型,轮胎模型共四个数学模型,并对模糊控制原理作了较为详细的阐述,随后运用MATLAB中的Fuzzy工具箱进行了ABS自适应模糊控制器的建立,并利用建立数学模型在MATLAB/Simulink中对半挂汽车列车直线制动进行了模拟仿真,仿真结果表明气压ABS在防止车轮抱死、减小制动距离方面有明显效果,能提高半挂汽车列车在制动过程中的方向稳定性和转向能力。根据仿真结果,分析了影响气压ABS效果的主要因素,并对气压ABS的改进提出了可行性建议。


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