ABS自動(dòng)優(yōu)化控制算法及應(yīng)用

ABS自動(dòng)優(yōu)化控制算法及應(yīng)用

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）是汽車上最重要的主動(dòng)安全系統(tǒng)，其可保證汽車在緊急制動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生轉(zhuǎn)向失靈、側(cè)滑等事故，但是會(huì)增加汽車的制動(dòng)距離。為保證ABS性能而采用了ABS控制算法，但往往需要犧牲汽車的制動(dòng)特性而不能使汽車制動(dòng)特性達(dá)到最優(yōu)。介紹了常用的ABS算法，并給出了一種能夠自動(dòng)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)汽車最優(yōu)制動(dòng)性能的ABS控制算法。

常用的ABS控制算法可以分為3類。第1類控制算法采用固定的滑移率作為控制參數(shù)。制動(dòng)時(shí)，控制車輪滑移率在設(shè)定好的范圍內(nèi)變化。由于不同的道路條件，車輪最佳滑移率不同，因此ABS控制算法不能使車輪的制動(dòng)性能達(dá)到最優(yōu)。第2類控制算法首先對(duì)路面條件進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果確定該路面條件下的最佳滑移率范圍。在最佳滑移率范圍內(nèi)使汽車的制動(dòng)特性達(dá)到最優(yōu)，這類控制算法的性能取決于路面條件評(píng)估的精度。由于ABS在汽車緊急制動(dòng)時(shí)的工作時(shí)間較短，因此上述評(píng)估過(guò)程難以實(shí)現(xiàn)。第3類控制算法不需要使用預(yù)定義的最佳滑移率和路面條件，通過(guò)使用極值搜索算法在線搜索汽車實(shí)時(shí)最優(yōu)滑移率。

所提出的ABS自動(dòng)優(yōu)化控制算法屬于第3類算法。實(shí)際應(yīng)用該控制算法前，計(jì)算多種不同路面條件下的車輪最佳滑移率。結(jié)合汽車參數(shù)，計(jì)算不同滑移率下的制動(dòng)力矩，并將計(jì)算結(jié)果儲(chǔ)存在汽車內(nèi)部的存儲(chǔ)模塊中。當(dāng)汽車制動(dòng)時(shí)，根據(jù)傳感器測(cè)得的制動(dòng)力矩便可確定此時(shí)的最優(yōu)滑移率，使汽車制動(dòng)特性達(dá)到最優(yōu)。采用1/4汽車模型和輪胎魔術(shù)公式在Simulink中對(duì)所提出的ABS控制算法進(jìn)行仿真。在進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，采用奧地利因泰克公司生產(chǎn)的ABS控制算法測(cè)試裝置，該測(cè)試裝置包含上下兩個(gè)車輪。上車輪模擬汽車車輪，裝配一個(gè)盤(pán)式制動(dòng)器，采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。下車輪可改變表面材料，對(duì)路面進(jìn)行模擬，同樣與直流電機(jī)相連。上車輪達(dá)到預(yù)設(shè)的速度閾值時(shí)，激活制動(dòng)系統(tǒng)和ABS控制算法。在多種不同的路面條件下進(jìn)行了仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明，所提出的控制算法能夠快速得到最優(yōu)滑移率，使汽車制動(dòng)特性達(dá)到最優(yōu)。

Erkin Dincmen et al.2015 6th International Conference onModeling,Simulation andAppliedOptimization (ICMSAO),Istanbul May 27-29,2015.

編譯：陳丁躍