汽車制動(dòng)優(yōu)化控制方法探析

王學(xué)忠

摘 要：時(shí)間如一個(gè)始終滾動(dòng)行進(jìn)的巨大車輪，推動(dòng)人類社會(huì)不斷向前發(fā)展。從信息時(shí)代到來以后，人們就以前所未有的熱情投入到如何讓生活更快速便捷，讓世界成為一個(gè)真正的地球村。與此相應(yīng)的是，汽車運(yùn)動(dòng)性能的不斷改進(jìn)，如何在保證足夠安全的前提下更快，是每一個(gè)汽車公司不變的追求。如今，汽車的制動(dòng)功能越來越成為衡量車輛性能的關(guān)鍵因素，一輛性能較高的汽車應(yīng)該能做到在汽車制動(dòng)的時(shí)候，相關(guān)系統(tǒng)能及時(shí)做出配合，使汽車安全、快速、穩(wěn)定的停下來。一輛汽車能否做到精準(zhǔn)制動(dòng)，是關(guān)乎著駕駛員和乘車人員，以及道路上其他人性命的大問題，因而如何真正實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)優(yōu)化也就顯得格外重要。

關(guān)鍵詞：汽車制動(dòng);優(yōu)化;控制

中圖分類號(hào)：U467 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988（2019）12-183-02

Abstract： Time is like a huge wheel that always rolls forward， pushing human society forward. Since the advent of the information age， people have invested in how to make life faster and more convenient， and make the world a true global village. Correspondingly， the continuous improvement of the sports performance of the car， how to ensure the safety is safe enough， is the constant pursuit of every car company. Nowadays， the braking function of the car is becoming a key factor to measure the performance of the vehicle. A car with higher performance should be able to cooperate in time to make the car safe and fast when the car is braked. Stable stop. Whether a car can be accurately braked is a big issue for the driver and the passengers， as well as the lives of other people on the road. Therefore， how to truly realize the optimization of the car brake is particularly important.

Keywords： car brake; optimization; control

引言

對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)的安全而言極為重要的制動(dòng)系統(tǒng)目前卻面臨著非常嚴(yán)重的問題，主要原因在于輪胎在剎車時(shí)的摩擦力呈現(xiàn)非線性關(guān)系，并不是一個(gè)可控性很強(qiáng)的線性關(guān)系，這也就直接導(dǎo)致制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)在剎車時(shí)有時(shí)間延遲。在關(guān)鍵時(shí)刻，這種延遲會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的后果，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生車輪抱死的危險(xiǎn)情況。而在路面情況不佳的時(shí)候，現(xiàn)有的制動(dòng)系統(tǒng)因?yàn)闊o法改變的制動(dòng)參數(shù)，在剎車時(shí)也會(huì)有很多問題。如何在路面較滑，摩擦力較小的情況下安全制動(dòng)，是一個(gè)亟需解決的問題。

1 摩擦力非線性是主要缺陷

就中國目前的情況來看，汽車大多是以磁振式或者機(jī)械式ABS系統(tǒng)來制動(dòng)的，在車速不快、路面情況并比較好、沒有意外發(fā)生的情況下這種制動(dòng)系統(tǒng)還是比較能保證車輛安全剎車的。但在現(xiàn)實(shí)生活中，難免會(huì)有各種意外狀況的發(fā)生，當(dāng)需要緊急制動(dòng)的時(shí)候，這些系統(tǒng)的弊端就很明顯。造成這些弊端最關(guān)鍵的一個(gè)因素是輪胎在剎車的時(shí)候，摩擦力呈現(xiàn)出比較顯著的非線性關(guān)系，這種非線性關(guān)系會(huì)延遲汽車制動(dòng)系統(tǒng)的奏效時(shí)間，遇到危急情況，一旦發(fā)生油門瞬間熄火和輪胎抱死導(dǎo)致汽車失控等情況，會(huì)致使汽車駕駛?cè)藛T和相關(guān)人員處于非常危險(xiǎn)的境地[1]。在道路結(jié)冰或者雨雪天氣的時(shí)候，地面與車輪的摩擦力較之正常天氣小了很多，而現(xiàn)在的車輛制動(dòng)系統(tǒng)大多是基于日常情況亦即摩擦力正常范圍的情況下設(shè)定的，很難滿足這種特殊狀態(tài)下的需求。

以上兩種情況在生活中是非常常見的，無論是緊急剎車還是路面情況不佳，都是駕駛員最需要制動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)候，但是當(dāng)下的很多汽車卻不能滿足這種關(guān)鍵時(shí)刻的制動(dòng)要求。

2 針對(duì)傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)辦法

前面已經(jīng)論述了當(dāng)前大部分汽車在在制動(dòng)時(shí)面臨的問題和弊端，具體解決辦法的探究也就集中在，如何使車輛的制動(dòng)功能強(qiáng)弱隨著不同情況下的需求發(fā)生相應(yīng)的變化。之前有研究人員提出，通過調(diào)節(jié)制動(dòng)的控制參數(shù)，使之由固定的參數(shù)轉(zhuǎn)為可變的參數(shù)來解決這個(gè)問題。傳統(tǒng)汽車在剎車過程中，從觸發(fā)剎車開始到車輛完全靜止的所需要的路程與剎車時(shí)的車速處于正比例關(guān)系，因?yàn)榭刂葡禂?shù)是無法改變的，無論在什么情況下，剎車距離和時(shí)間幾乎完全由車輛的行駛速度所決定?，F(xiàn)在這種能夠改變控制參數(shù)的神經(jīng)優(yōu)化控制網(wǎng)絡(luò)方法，主要是通過搭建控制網(wǎng)絡(luò)和變參數(shù)控制兩個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)的。在第一個(gè)部分中，先假定存在著的N個(gè)控制信號(hào)中的一個(gè)是A，經(jīng)過反饋機(jī)制的練習(xí)之后得到實(shí)際參數(shù)，將所有的N個(gè)控制信號(hào)都經(jīng)過反饋機(jī)制來計(jì)算出具體數(shù)值，通過這樣不斷重復(fù)的過程就可以得到一個(gè)由這些數(shù)值所組成的控制網(wǎng)絡(luò)[3]。

第二個(gè)部分是與變參數(shù)控制的調(diào)節(jié)相關(guān)的。在第一部分中，已經(jīng)計(jì)算出每一個(gè)控制參數(shù)和總的控制參數(shù)的誤差。接下來需要做的是在不同情況下將制動(dòng)系數(shù)調(diào)整為與之適應(yīng)的范圍，亦即使汽車的剎車效果真的能做到在不同的情況下可大可小，適應(yīng)不同的需求。這需要對(duì)搭建控制網(wǎng)絡(luò)時(shí)的參數(shù)輸出層進(jìn)行調(diào)整，即變化它的權(quán)重系數(shù)。具體的調(diào)整過程時(shí)按搭建控制網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)的誤差來計(jì)算的，假設(shè)那N個(gè)參數(shù)的誤差為Wi，總誤差為W，要達(dá)到調(diào)整的效果，需要反向調(diào)整Wi自身的變化梯度，從而達(dá)到縮小誤差、收攏整