電子機(jī)械式制動執(zhí)行器硬件在環(huán)仿真論文

　　隨著電子化的深入，出現(xiàn)了以網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)的更加高效、節(jié)能的線控技術(shù)（)-b-wire)。結(jié)合線控技術(shù)和汽車制動系統(tǒng)而成的線控制動(brak-by-wire，BBW)，也稱為電子機(jī)械制動（-lectr-mechanicalbraking，EMB)，改變傳統(tǒng)液壓或氣壓制動執(zhí)行元件為電驅(qū)動元件，由于電驅(qū)動系統(tǒng)的可控性好、響應(yīng)速度快的特點，電子機(jī)械制動系統(tǒng)顯現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。

　　1汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　目前電子機(jī)械制動技術(shù)已成為國外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的研究熱點。在1999年的法蘭克福車展上,Bosch公司展出了被認(rèn)為是電子機(jī)械制動系統(tǒng)前身的電子液壓制動系統(tǒng)（electr-hydraulicbraking，EHB)。此后Bosch和Daimle-Chry-ler就在研究用于商業(yè)的EHB系統(tǒng)。目前已經(jīng)有一些廠商將EHB系統(tǒng)應(yīng)用到汽車的批量生產(chǎn)中，如2004奔馳CLK敞篷版、SL500。

　　從20世紀(jì)90年代起，一些著名的汽車電子零部件廠商陸續(xù)開始了與電子機(jī)械式制動系統(tǒng)相關(guān)的研究，Bosch、Siemens和ContinentalTeves這3家公司都取得了各自的研究成果，并申請了一系列專利，TRW也在進(jìn)行電子機(jī)械制動系統(tǒng)(線控制動系統(tǒng)）的研究。ContinentalTeves公司已經(jīng)有了比較成型的試驗品，推出了幾代電子機(jī)械式制動執(zhí)行器。目前EMB仍在試驗階段中,并無批量裝車產(chǎn)品進(jìn)入市場，國內(nèi)在這方面的研究剛剛起步。

　　2電子機(jī)械制動系統(tǒng)介紹

　　圖1中為電子機(jī)械制動系統(tǒng)示意圖。與傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)相比，電子機(jī)械制動系統(tǒng)中，電源代替了液壓源，機(jī)電作動器代替了液壓作動裝置。EMB系統(tǒng)的中央電子控制單元根據(jù)電子踏板模塊傳感器的位移和速度信號，并且結(jié)合車速等其它傳感器信號，向車輪制動模塊的電機(jī)發(fā)出信號控制其電流和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角，進(jìn)而產(chǎn)生需要的制動力,以達(dá)到制動的目的。

　　3硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)構(gòu)建方案

　　硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)的基本構(gòu)成可分為4個部分:實物、模型、接口系統(tǒng)以及交互式的實時監(jiān)控系統(tǒng)。

　　對于電子機(jī)械式制動執(zhí)行器的硬件在環(huán)仿真，就是把制動執(zhí)行器以實物的形式通過相應(yīng)的接口管理系統(tǒng)與處理器中的車輛模型聯(lián)系起來,使其在虛擬的'制動環(huán)境下工作。車輛及其各子系統(tǒng)的建模米用Matlab/Simulink軟件，模型的實時仿真計算及接口由dSPACE公司的Autc-box和DS1005控制器板完成，仿真系統(tǒng)的監(jiān)控由系統(tǒng)分析軟件ControlDesk來完成。監(jiān)控系統(tǒng)的存儲、輸出及結(jié)果的圖形化顯示。圖2為電子主要完成系統(tǒng)仿真的控制、參數(shù)的在線調(diào)整、數(shù)據(jù)機(jī)械制動執(zhí)行器硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)框圖。

　　4系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立

　　為簡化問題研究，采用單輪車輛系統(tǒng)模型，如圖3,忽略空氣阻力和車輪滾動阻力。

　　5模糊控制器設(shè)計

　　防抱死控制要求在各種不同的路面及不同的氣候條件下，均能在最少的時間和最短的距離內(nèi)使車輛制動停車。模糊控制恰好適應(yīng)了制動過程中車輛工況的多變及輪胎的非線性系統(tǒng)的控制，并具有魯棒性強(qiáng)的優(yōu)點。

　　對于基于滑移率控制的汽車防抱死特性來說，要求制動時使車輪滑移率維持在最佳的期望滑移率點K附近。系統(tǒng)的誤差定義為VK，誤差的變化率定義為(E-E-^/T。式中.-T為采樣間隔；EEC為系統(tǒng)的輸入量;輸出控制參數(shù)選用力矩電機(jī)電流的變化量U�；�移率控制即為比較典型的雙輸入單輸出模糊控制系統(tǒng)。實現(xiàn)系統(tǒng)的模糊控制算法一般采用Mam~dain推理法，由此求出控制表，將此表預(yù)置于控制器中，從而實現(xiàn)實時控制。

　　圖4~6分別為模糊控制器的2個輸入?yún)⒆兞亢?個輸出控制參變量的隸屬度函數(shù)，全部米用靈敏度較高的三角形函數(shù)，變量的等級是5級。參變量所代表的語言值為：NB為負(fù)大;NS為負(fù)小;ZE為零;PS為正��；PB為正大；DTB為快速減小電機(jī)控制信號；DTS為低速電機(jī)控制信號;HOLD為保持電機(jī)控制信號；/TS為低速増大電機(jī)控制信號;/TB為快速増大電機(jī)控制信號。以滑移率為控制對象的ABS模糊控制系統(tǒng)是較典型的雙輸入單輸出模糊控制系統(tǒng)，其模糊控制規(guī)則的形式為1‘IFEandECthenU5’。根據(jù)手動控制策略，總結(jié)出25條模糊控制規(guī)則，如表1所列。

　　6電子機(jī)械式制動執(zhí)行器的硬件在環(huán)仿真硬件在環(huán)仿真過程中，根據(jù)式（1)~(4)建立的車輛仿真模型，保持電源電壓24V不變。圖7~11為制動初速度20m/s,基于模糊控制的電子機(jī)械式制動執(zhí)行器硬件在環(huán)仿真結(jié)果與在Ma-lab/Simulink環(huán)境下所得到仿真結(jié)果的對比曲線，分別選取電子機(jī)械制動系統(tǒng)防抱死制動過程中滑移率變化、車速和輪速變化、制動器制動力矩、電機(jī)控制器輸入信號和電機(jī)線圈電流的變化作為對比參數(shù)。

　　從硬件在環(huán)仿真與Matlab/Simulink仿真的對比曲線可以得出以下結(jié)論:Simulink仿真結(jié)果表明系統(tǒng)取得良好的控制效果，滑移率控制在期望值附近，并在較短的時間內(nèi)減速直至停車;制動過程中，硬件在環(huán)仿真與Simulink仿真結(jié)果基本相同一曲線基本重合，可見硬件在環(huán)仿真的制動控制效果良好，說明電子機(jī)械式制動執(zhí)行器原理機(jī)的設(shè)計是合理的;從對比曲線可以看出，硬件在環(huán)仿真所得的曲線的上升時間及穩(wěn)定時間比Simulink仿真時要小，而控制的超調(diào)量卻大，這是由于電子機(jī)械制動系統(tǒng)的反應(yīng)速度要比傳統(tǒng)的液壓制動要快，而電子機(jī)械制動系統(tǒng)的機(jī)械慣性較液壓系統(tǒng)大所造成的。

　　7結(jié)束語

　　電子機(jī)械制動技術(shù)是一種全新的制動理念，極大的提高了汽車的制動安全性。它代表了汽車制動技術(shù)的發(fā)展趨勢，在未來數(shù)十年內(nèi)擁有十分廣闊的市場前景，具有極高的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值。本文介紹了電子機(jī)械制動系統(tǒng)的發(fā)展及其基本結(jié)構(gòu)，運用硬件在環(huán)仿真技術(shù)對所建立的車輛模型和電子機(jī)械式制動執(zhí)行器進(jìn)行研究和試驗。通過對電子機(jī)械式制動執(zhí)行器硬件在環(huán)仿真結(jié)果與在Matlab/Simulink環(huán)境下所得到仿真結(jié)果的對比表明，控制算法適用于電子機(jī)械制動系統(tǒng)，制動執(zhí)行器反應(yīng)速度及輸出性能滿足車輛制動防抱死特性的要求，驗證了電子機(jī)械制動技術(shù)的可行性，為電子機(jī)械制動系統(tǒng)的進(jìn)一步研究開發(fā)及整車試驗提供了理論及試驗依據(jù)。

【電子機(jī)械式制動執(zhí)行器硬件在環(huán)仿真論文】相關(guān)文章：

電子硬件工程師求職簡歷12-05

環(huán)藝專業(yè)論文開題報告11-07

制動器開題報告參考02-16

電子行業(yè)論文提綱10-12

在電子工廠的實習(xí)目的01-24

華為硬件筆試經(jīng)驗08-14

電子商務(wù)論文開題報告11-14

電子版論文格式11-02

在論文答辯會上陳述的論文09-12

電子競技論文開題報告范文09-01