基于CARSIM的车辆ABS控制系统仿真研究.doc

本科毕业论文
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第1章HYPERLINK"C:\\DocumentsandSettings\\Owner\\LocalSettings\\Temp\\Rar$EX00.312\\paper\\pdf\\y8165800002.pdf"\t"mainFrame"绪论

1.1论文研究的目的和意义
1.1.1研究的目的
本论文的研究目的在于加强在汽车专业中对ABS的学习和认识，而本课题开发出的ABS仿真控制系统，就是学习ABS的结构、原理的良好平台。为了学习开发质优价廉、具有自主知识产权的ABS系统，提高我国汽车的整体技术含量，提高我们汽车行业从业人员的整体水平，提高中国汽车同国外汽车的竞争力，扩大市场份额，成为一个新的经济增长点，所以，我采用CarSim软件对ABS控制系统进行仿真研究，为ABS的生产设计打下良好基础。
1.1.2研究的意义
当今，汽车工业迅猛发展，对汽车性能的要求也越来越高，从最早对汽车动力性和越野性的要求逐渐向经济性、舒适性和安全性方向发展。汽车安全性的研究分为两个方向:主动安全和被动安全。主动安全是在汽车设计上尽量避免交通事故的发生，被动安全是假设交通事故已经发生，汽车在设计时应采取何措施尽量保护乘员不受伤害。ABS属于主动安全的范畴[1]，它是在制动过程中通过调节制动轮缸的压力使作用于车轮的制动力矩受到控制，将车轮的滑移率控制在较理想的范围内，充分利用了轮胎与地面的峰值附着系数和高的侧向力系数，提高制动减速度，缩短制动距离，消除汽车打滑的危险，从而保证了汽车的方向稳定性。我们知道，在紧急情况下，驾驶员首先的本能是猛踩制动踏板，以使汽车停车。此时如果没有装备ABS，车轮将很快抱死，即车轮不再转动，而是在路面上拖滑。后轮抱死将使汽车失去方向稳定性，而前轮抱死则将使汽车失去转向控制.随着汽车行驶速度的显著提高和道路行密度的增大，交通事故的发生率逐年呈上升趋势，有数据统计，每年有10%左右的交通事故是由于紧急制动时汽车失稳造成的[2]，所以全方位、可靠地提高汽车的主动安全性能就成为摆在汽车设计、开发及科研人员面前一项紧迫而艰巨的任务.而基于汽车轮胎与路面之间的附着性能随滑移率改变的基本原理开发的旨在改善车辆操纵性和横向稳定性的一些高技术系统，包括防抱制动系统(Anti-lockbrakingsystem,缩写为ABS)、防滑控制系统(Anti-SlipRegulation,缩写为ASR)和车辆动力学稳定性控制(VehicleDynamicsStabilityControlSystem，缩写为VDSC),更是受到汽车制造商的青睐和厚爱。
为了有效地减少交通事故，装用ABS,ASR和VDSC是必要的手段，这已为国外的经验所证明。随着我国加入WTO，作为我国整个机械工业科技水平代表的汽车工业将面临入关后的严峻考验，为了缩小和国外汽车工业的差距，同时为我们在激烈的汽车市场竞争中争得一席之地，必须在涉及汽车主动安全性技术方面进行深入研究。因此进行本论文对ABS进行了较为深入的研究，是具有一定的现实意义的。
1.2ABS研究现状
1.2.1国外现状
国外许多著名ABS生产厂商从传感器、制动器、控制器软硬件等方面着手，并一直致力于已有ABS品牌性能的进一步提高，争取在技术上获得领先。目前的研究主要包括:
1)利用软件来补偿轮速传感器测量误差(由传感齿轮的制造、安装误差及腐蚀所引起)，以提高轮速信号测量精度;
2)将体积小、重量轻、性能可靠、成本低廉的微电子装置应用于ABS中，以测量车辆运行速度；
3)将路面探测装置用于轮胎路面间摩擦的实时估计；
4)建立液压ABS制动系统精确的数学模型，并结合Navier-Stokes流量方程[2]，对ABS作用时制动管路的瞬态压力进行分析，以寻求减小制动管路压力波动的措施；
5)将一些具有鲁棒性[3]的控制算法应用于ABS控制逻辑的设计中，以适应车辆参数、载荷和路面状况的变化；
6)在控制器软件设计中考虑了充气不足轮胎的影响，即在不附加任何硬件的情况下，设计了轮胎气压监视程序。
1.2.2国内现状
在我国利用仿真软件对汽车ABS控制系统的仿真研究进展较国外技术起步虽然比较晚，但是发展的速度比较快。汽车防抱死制动系统(ABS)是[4]国家十五规划中重点发展的汽车电子产品，它的主要作用就是在汽车紧急制动时，防止车轮抱死，提高汽车紧急制动的稳定性和方向可控性，缩短制动距离，延长轮胎的使用寿命。目前，国内研究ABS仿真技术的院校及机构很多，如：
（1）泛亚汽车技术中心车辆安全试验室
泛亚汽车技术中心车辆安全试验室[5]正式落成并已投入使用，成为目前国内投资规模最大、最具国际先进水平的整车安全研发设施。在泛亚汽车技术中心整车安全试验室中的行人保护试