基于電子機(jī)械制動的汽車ESP控制算法研究.pdf

1、電氣化是汽車未來發(fā)展的趨勢，其中電子機(jī)械制動（Electromechanical Brake，EMB）系統(tǒng)作為一種線控系統(tǒng)，其制動響應(yīng)及時(shí)、結(jié)構(gòu)更加緊湊，有著易于融入整車電子通訊網(wǎng)絡(luò)，便于與ABS、ESP等控制方式相結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)。EMB的這些優(yōu)點(diǎn)，使得它成為了制動系統(tǒng)研究的新方向。另外，ESP控制系統(tǒng)作為汽車主動安全控制系統(tǒng)的重要組成部分，也在逐步地成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置，而 ESP控制算法的不同可以直接影響著 ESP控制性能的好壞。在此發(fā)展

2、趨勢下，本文提出了基于EMB汽車的ESP控制算法研究。
　　本文介紹了電子機(jī)械制動器的整體結(jié)構(gòu)及制動時(shí)的工作原理。對于EMB的執(zhí)行器，關(guān)于如何將驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為推動制動襯塊平移的整個(gè)機(jī)械運(yùn)動過程，進(jìn)行了物理特性與數(shù)學(xué)理論分析，建立了執(zhí)行器仿真建模，并在EMB執(zhí)行器中加入了三閉環(huán)控制系統(tǒng)，對執(zhí)行器的電機(jī)電流、轉(zhuǎn)速及制動盤夾緊力進(jìn)行控制，使EMB能根據(jù)要求進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，并且具有良好的靜態(tài)和動態(tài)性能。
　　本文在Matlab/

3、Simulink軟件平臺上，建立了滿足ESP控制系統(tǒng)要求的七自由度汽車運(yùn)動學(xué)模型。同時(shí)建立汽車動力系統(tǒng)模型和差速器模型，針對重要的作用對象輪胎，引用Dugoff輪胎模型，對輪胎的受力及運(yùn)動等作了物理特性與數(shù)學(xué)理論分析。為后續(xù)基于EMB汽車的ESP控制系統(tǒng)的分析作了基礎(chǔ)。
　　本文進(jìn)行了ESP控制系統(tǒng)的控制算法研究。利用三自由度模型確定了 ESP控制目標(biāo)量，即質(zhì)心側(cè)偏角與橫擺角速度的名義值，并且利用kalman濾波的方法估算了難以直

4、接測量的物理量，即質(zhì)心側(cè)偏角的實(shí)際值。分別采用了PID控制與模糊PID控制兩種控制方法，進(jìn)行了ESP控制系統(tǒng)的控制算法研究。另外，還設(shè)計(jì)了汽車穩(wěn)定性判斷子系統(tǒng)和制動車輪選取子系統(tǒng)等。
　　本文最后分別選擇了三種典型轉(zhuǎn)向工況，在Matlab/Simulink軟件平臺上，對基于EMB汽車的ESP控制系統(tǒng)進(jìn)行了離線仿真。將基于PID控制和基于模糊PID控制的兩種ESP控制系統(tǒng)和無ESP控制系統(tǒng)時(shí)，汽車在典型轉(zhuǎn)向工況下的離線仿真結(jié)果進(jìn)行比