基于Simulink的汽车防抱死制动系统的控制与仿真研究.docx

摘要：如果汽车未安装防抱死制动系统（ABS），在紧急制动踩急刹车的情形下，车轮转速会迅速下降为零并且地面提供给轮胎的侧向附着力将接近零。在这种情况下，汽车由于惯性会继续向前滑行，在较小侧向力的干扰作用下，汽车会发生侧滑或甩尾现象，极易发生危险。防抱死制动系统在制动中，通过控制汽车滑移率来控制制动力矩的大小，避免车轮完全被抱死。我们需要对防抱死系统进行了动力学建模，其中包括轮胎模型，滑移率模型和单轮模型。根据制动力矩和附着力运用动力学模型求解出车速和轮速，再计算出实际的滑移率。并且用数学模型搭建的Simulink模型进行仿真，运行结果显示，安装ABS的汽车在制动过程中没有抱死，轮速始终在小于车速的附近波动；滑移率基本保持在最佳滑移率附近；附着系数一直维持在最大值（0.4）左右；能够明显缩短制动距离。

关键词：防抱死制动系统、滑移率、Simulink、动力学建模

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 引言-1

1.1 汽车防抱死系统的概述-1

1.1.1 汽车制动性能的评价标准-1

1.1.2 汽车防抱死系统的意义-2

1.2 汽车防抱死系统的发展现状和趋势-2

1.2.1 国内外发展状况-2

1.2.2 国内外的研究趋势-4

1.3 主要研究内容-5

1.4 本章小结-5

2 汽车防抱死系统的工作原理和建模-5

2.1 汽车ABS的组成-6

2.1.1 ABS的工作过程-7

2.2 ABS系统的工作原理-7

2.3 ABS汽车防抱死制动系统仿真模型建立的依据-8

2.4 整车模型-8

2.5 轮胎模型-10

2.6 滑移率模型-11

2.7 单轮模型-12

2.8 制动系统模型-12

2.9 本章小结-13

3 汽车防抱死制动系统的控制方法-14

3.1 汽车防抱死系统负反馈控制法-14

3.2 汽车防抱死系统Simulink控制方案-15

3.3 状态空间分析法-15

3.3.1 简述状态空间-15

3.3.2 ABS状态空间分析法设计方案-16

3.3  本章小结-16

4 MATLAB仿真方法的简介-17

4.1 Simulink的仿真-17

4.3 传递函数-18

4.4  S-函数的介绍-19

4.3.1 S-函数的仿真过程-19

4.5 本章小结-21

5 汽车防抱死系统仿真模型和结果分析-21

5.1 基于Simulink的单轮ABS模型-21

5.2 S-函数仿真模型的搭建-23

5.3 基于Simulink的仿真结果-25

5.4 基于Simulink的状态空间分析法-28

5.5 本章小结-29

6  总结与展望-30

参 考 文 献-32

致 谢-33