基于滑移率的车辆防抱死制动系统控制算法研究的任务书.docx

基于滑移率的车辆防抱死制动系统控制算法研究的任务书
任务书
一、题目
基于滑移率的车辆防抱死制动系统控制算法研究
二、背景
近年来，汽车防抱死制动系统（ABS）成为了车辆安全控制系统的重要组成部分之一，防止车辆在制动时轮胎失去抓地力，导致车辆滑动甚至失控的现象。大多数ABS系统采用了轮速传感器或车轮加速度传感器来监测车轮的状态，根据微处理器进行判断和控制，使制动量适时减小，以维持轮胎的抓地摩擦力在最大值附近。
然而，这种传统的ABS控制方法具有对称性，无法区分轮胎的打滑和抱死问题。普通ABS系统会缩减制动力度，以预防轮胎打滑，但这样也会导致车辆制动距离增加。而且，当一些车辆行驶在不平整路面或低摩擦系数路面上，这种对称控制算法可能会失去效果，导致轮胎长时间处于打滑状态。
三、研究目标
本研究旨在开发一种基于滑移率的车辆防抱死制动系统控制算法，以改善传统ABS控制算法的不足之处。本研究将尝试设计和实现基于滑移率的控制算法，从而实现对车轮的动态控制，以更精细地控制制动力度和滑动状态，避免打滑和抱死现象，并且增加对车辆在不同路面行驶环境下的适应性。本研究的具体任务如下：
1.分析车辆制动特性以及防抱死的原理；
2.研究滑移率的定义、计算方法和实时计算模型；
3.利用滑移率及其变化曲线作为控制算法输入量，通过控制制动力度进行动态调整，使车轮始终工作在最优的滑移率范围内；
4.开展仿真实验和现场实验，对比分析本研究算法与传统的对称算法的制动效果和性能。
四、研究内容与研究方案
1.车辆制动特性分析
对车辆制动过程的物理特性进行分析，探讨制动时车辆与路面的交互作用、制动距离、制动时间等基本特性，以便为研究控制算法提供理论基础。
2.研究滑移率的定义和计算方法
针对车轮滑动情况，对滑移率的计算方法进行研究和分析，以确定滑移率的真实数值，为控制算法提供准确数据。
3.基于滑移率的动态控制算法
提出基于滑移率的动态控制算法，设计控制系统的结构以及车轮的控制参数。通过控制制动力度、减少制动力瞬间变化等方式，实现动态的控制策略。
4.开展仿真实验和现场实验
基于Matlab/Simulink或其他模拟软件，进行仿真实验，对比分析本研究算法与传统的对称算法的控制效果和性能。代表性的路面环境和车辆工况条件，如干燥、湿滑、雪地等，都应考虑在内，并通过实验验证算法能够适应不同的路面和工况。
五、预期成果
1.完成基于滑移率的动态控制算法的设计和实现；
2.通过仿真和实验，证明该算法有效，并具有在车辆滑动和不平情况下的优越性；
3.发表1篇以上核心期刊论文和1篇以上国际会议论文；
4.本研究的理论与实用价值得到充分体现。
六、研究周期和预算
1.研究周期：12个月
2.预算：
|模块|预算（万元）|
|--------------------------|-------------|
|车辆制动特性分析|5.0|
|初步算法设计与仿真实验|10.0|
|算法完善优化和系统集成|15.0|
|实验与数据分析|7.0|
|论文发表和知识产权申请费|3.0|
|合计|40.0|
七、参考文献
1.刘植根,等.轨道交通列车制动控制技术[M].机械工业出版社,2018.
2.GUSTAVSSONF,NORDSTRÖMJ,EKEREDS.Developmentofanovelanti-lockbrakecontrolstrategyforcan-communicatingheavyvehicles[J].InternationalJournalofHeavyVehicleSystems,2018,25(3):255-278.
3.杜海涛,等.轮速传感器和车轮加速度传感器的选择控制[J].车用发动机,2017(5):7-10.
4.魏先鹏,等.汽车防抱死制动系统控制技术综述[J].振动、测试与诊断,2018,38(2):227-231.