羅杰

汽車是由多個系統(tǒng)構(gòu)成的，其中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與制動系統(tǒng)之間存在相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜耦合關(guān)系，這兩者之間的關(guān)系會對汽車在行駛過程中操作的安全性和穩(wěn)定性造成影響。在實際情況中，汽車在轉(zhuǎn)向過程中的防抱死制動多少會存在一些誤差，為了控制這種誤差，就需要一種新的協(xié)同控制系統(tǒng)，保證汽車行駛的穩(wěn)定安全性。

汽車轉(zhuǎn)向；防抱死制動；協(xié)同控制；誤差控制

1.防抱死系統(tǒng)概述

隨著時代的進(jìn)步，高速公路修建程度加大，隨之而來的是汽車工業(yè)的快速發(fā)展。因此，汽車在行駛過程中的安全性和穩(wěn)定性受到人們的重視程度越來越大。在全面制動的過程中為了滿足汽車對制動的要求，是汽車的制動器能更加合理科學(xué)地分配制動力，防抱死系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用程度不斷加大。

防抱死制動系統(tǒng)指的是在汽車制動的過程中，能實時對車輪的滑動率情況進(jìn)行判定，從而自動調(diào)節(jié)在車輪上發(fā)生作用的制動力矩大小，以防止車輪出現(xiàn)抱死狀態(tài)，獲得最佳制動效果的電子裝置。該系統(tǒng)能字一定范圍之內(nèi)控制車輪的滑動率，對輪胎與路面之間的附著力進(jìn)行充分有效的利用，從而縮短汽車制動的距離，顯著提高汽車在制動時的穩(wěn)定性、安全性和可操作性，從而避免車輪出現(xiàn)抱死狀態(tài)發(fā)生交通事故。

汽車在行駛過程中，由于制動強度不斷增加，導(dǎo)致車輪的滾動成分變少，滑動成分變多，一般用來表示汽車在制動過程中滑動成分的多少的參數(shù)是滑動率S，滑動率越大表示滑動成分越少?；瑒勇逝c速度之間的關(guān)系如下：?00%其中，u代表車輪的中心速度；r代表沒有地面的制動力時車輪的滾動半徑；w代表車輪的角速度大小。

目前大多數(shù)汽車所采用的防抱死制動系統(tǒng)的組成部件主要為輪速傳感器、電子控制單元、壓力控制閥、線束、管路等。對汽車防抱死制動系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的主要內(nèi)容是研究具體的設(shè)計優(yōu)化運算以及控制程序操作的軟件，以實現(xiàn)在汽車具體行駛過程中實時精確的制動協(xié)調(diào)技術(shù)。

2.目前防抱死系統(tǒng)控制技術(shù)

防抱死控制系統(tǒng)的效果很大程度上取決于系統(tǒng)采用的控制技術(shù)，目前，很多汽車的防抱死系統(tǒng)控制技術(shù)都是邏輯門限值控制技術(shù)，而為了不斷提高控制性能，還應(yīng)該在此基礎(chǔ)上提出更多新的技術(shù)模式，以實現(xiàn)更好的控制效果。

PID控制技術(shù)?；瑒勇实谋硎驹谏衔囊褦⑹?，實際滑動率S與期望滑動率S0之間往往有一定誤差，假設(shè)誤差為e=S-S0，則汽車防抱死控制系統(tǒng)的PID的控制可以表示為：由此公式可以看出，防抱死控制器的設(shè)計就是根據(jù)防抱死動態(tài)系統(tǒng)，確定一組參數(shù)Kp、Ki、Kd，使車輪的滑動率能以盡量逼近已設(shè)定的滑動率期望值S0。

模糊控制技術(shù)。模糊控制技術(shù)主要用于以滑動率為控制對象的汽車防抱死制動系統(tǒng)，模糊控制的參數(shù)中，有車輪的期望滑動率與實際滑動率之間的的偏差e以及這個偏差量的的變化率eC，制動管路油壓U，具體的關(guān)系為U=譭+(1-)eC。是修正因子，它的大小直接兩個滑動率之間的偏差以及偏差變化率的加權(quán)程度，調(diào)整該參數(shù)，就可以改變防抱死系統(tǒng)控制的規(guī)則。

邏輯門限值控制技術(shù)。運用這種控制技術(shù)時要對控制參數(shù)設(shè)定一些控制門限值，汽車在制動過程中，要根據(jù)計算出的參數(shù)值大小與參數(shù)對應(yīng)的門限值大小之間的關(guān)系來判定車輪具體的運動狀態(tài)，從而控制調(diào)價汽車的制動壓力，實現(xiàn)足夠的制動強度和穩(wěn)定性。目前，此種控制方法大多將車輪的轉(zhuǎn)動角加速度作為控制參數(shù)，車輪的滑動率是輔助控制參數(shù)。

當(dāng)然，防抱死制動系統(tǒng)的控制技術(shù)遠(yuǎn)不止以上幾種，隨著時代的發(fā)展，還將衍生出更多適合汽車規(guī)律的控制技術(shù)。

3.汽車轉(zhuǎn)向防抱死系統(tǒng)誤差控制

轉(zhuǎn)向最優(yōu)滑?？刂破?。汽車的轉(zhuǎn)向控制器有兩個組成部分，即前輪轉(zhuǎn)向控制器和橫擺力矩控制器。汽車轉(zhuǎn)向時的動力學(xué)結(jié)果會受到多方面的影響，比如參數(shù)變化不確定，制動系統(tǒng)出現(xiàn)耦合干擾情況，道路的環(huán)境對其造成干擾等，為了減少多種不確定因素的干擾程度，設(shè)計轉(zhuǎn)向最優(yōu)滑?？刂破饔兄诳刂破囖D(zhuǎn)向防抱死制動系統(tǒng)之間的協(xié)同誤差。這種控制器將橫擺力矩與主動前輪的轉(zhuǎn)向相結(jié)合。

協(xié)同控制器。協(xié)同控制系統(tǒng)是汽車轉(zhuǎn)向/防抱死制動系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制結(jié)構(gòu)，其工作原理如右圖所示：

在轉(zhuǎn)向控制中，該系統(tǒng)利用了制動橫擺力矩在車輪上的作用力，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)向控制對滑移率造成很大程度的干擾，為了減少這個干擾的影響程度，在協(xié)同控制器中要加入補償控制器。

在協(xié)同控制器中，有一個重要的參數(shù)就是協(xié)同誤差，協(xié)同誤差反應(yīng)了制動系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系，汽車在轉(zhuǎn)向制動的過程中如果不考慮轉(zhuǎn)向跟蹤的誤差，只是進(jìn)行縱向的制動，很容易使車體大幅度擺動甚至失控，造成安全事故。因此，防抱死控制器的設(shè)計原則是在保證汽車轉(zhuǎn)向控制性能良好的基礎(chǔ)上盡量縮短制動距離。

汽車在行駛過程中，由于各種制動系統(tǒng)之間的相互影響，極有可能影響汽車行駛的穩(wěn)定性和安全性。協(xié)同控制就是為了減少各種制動系統(tǒng)之間的耦合影響，能提高汽車在轉(zhuǎn)向制動過程中的動態(tài)性能，也能提高各個系統(tǒng)之間的配合協(xié)調(diào)性，以增強汽車行駛的安全性和穩(wěn)定性。

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