汽车制动系统建模与仿真

结合车辆制动时的数学模型,利用Matlab／Simulink仿真软件,建立了车辆制动过程的运动模型,并通过对仿真后的输出结果进行分析,阐述了防抱死制动系统（ABS）对汽车制动性的影响。     

汽车ABS系统的建模与仿真

通过对车辆制动过程进行动力学分析和ABS工作规律的分析,建立了适合于计算机仿真的车辆动力学模型,本文对汽车制动防抱死系统基本原理和结构进行了分析,对PID控制进行了建模。利用Matlab/Simulink建立各个模型的仿真模块,仿真实验得到车速、轮速滑移率、制动距离曲线,并将仿真结果与无ABS作用时的制动结果比较取得良好的控制效果,且算法简单、具有实际应用价值。     

电动车辆ABS的改进线性二次型最优控制

为充分利用轮毂电机控制精确和响应迅速的优势,提高电动车辆制动防抱死控制的稳定性,提出一种用于轮毂电机电动车辆制动防抱死系统(ABS)协调控制的改进线性二次型最优控制方法.建立电动车辆纵向动力学模型;结合复合制动系统的协调控制策略,分析现有线性二次型最优控制算法无法用于防抱死控制器设计的原因,提出一种通过构造虚拟阻尼量以及无穷小量来建立黎卡提方程的改进型线性二次型最优控制算法,并据此设计了防抱死控制器.在高附着路面、中附着路面和低附着路面3种不同行驶工况,对分别安装有改进线性二次型最优防抱死控制器和滑模防抱死控制器的电动车辆的紧急制动性能进行了仿真分析.结果表明:在不同附着系数路面行驶工况下,改进线性二次型最优控制算法能够有效提高电动汽车防抱死控制系统的控制精度和响应速度.     

基于虚拟样机技术的汽车制动仿真

在多体动力学软件Adams/Car中建立整车的动力学模型,利用Matlab/Simulink建立基于逻辑门限值控制算法的ABS控制系统模型,通过Adams/Controls接口建立联合仿真模型并进行仿真。通过对仿真结果的处理与分析,验证了基于虚拟环境下的汽车制动防抱死系统控制方法设计的可行性,从而提高了开发效率。     

汽车防抱死制动系统的自寻最优控制

针对汽车防抱死制动系统中路况经常变化的特殊性,提出了将自寻最优控制策略应用到防抱死控制中.构建了防抱死制动系统和制动时车辆动力学模型,设计了依据制动力矩和附着力矩变化量符号改变来调节制动力矩的自寻最优控制器.仿真结果验证,自寻最优控制可以自动搜寻到最佳滑移率,并使系统在最佳滑移率附近工作,达到最佳制动效果.本文为汽车制动性能的研究提供了有效可行的防抱死控制策略.     

浅析汽车制动防抱死系统(ABS)

主要介绍了汽车制动防抱死系统(Antilock-Braking-System)的功能、原理、构造和发展方向。论述了ABS能有效缩短制动距离提高汽车制动时方向稳定性的原因,对常见类型的汽车制动防抱死系统主要零部件的结构及其工作过程加以描述。并对ABS在改善制动过程和集成化应用的改进方向提出了见解。     

模糊PID控制在车辆制动过程中的应用

采用模糊PID控制算法,在Matlab/Simulink环境建立一个单轮车辆防抱死制动系统仿真模型对ABS进行仿真。在汽车防抱死制动系统控制中,由于被控参数具有时变性、非线性、不确定性等因素,常规PID控制算法难以满足控制要求。将模糊理论与PID控制算法相结合构成自适应模糊PID控制器,让PID参数随要求不同而调整,从而对不同情况使用不同参数,实现对PID参数Kp、Ki、Kd最佳调整。实际运行结果表明,该控制器取得了较好的快速性和稳定性.     

汽车底盘系统协同控制

针对汽车制动和转向系统,依据滑模变结构控制理论,分别设计了防抱死制动系统(ABS)和主动前轮转向系统(AFS)的改进非奇异快速终端滑模控制器,并在上层设计了基于博弈论的协调控制器,旨在保证ABS的制动性能与AFS的稳定性能,在保证车辆稳定性的同时缩短车辆的制动距离。使用Matlab/Simulink软件进行仿真,验证了控制策略的有效性。     

基于整车模型的防抱制动系统建模及仿真研究

在论述汽车防抱死系统（ABS）研究现状的基础上,对汽车进行动态建模,其中包括整车、制动器、轮胎及其控制器4个子模块,并在simulink环境下结合PID控制的方法,对整车模型进行控制分析,验证汽车ABS具有良好的制动性能。     

基于横摆角速度预测的制动防抱死系统单轮修正控制策略

针对制动防抱死系统(ABS)系统在对开路面的制动稳定性展开研究,基于Kalman滤波技术构建了横摆角速度预测器,并基于此实现了单轮修正控制策略,在充分保证ABS系统在对开路面下制动的方向稳定性的前提下,有效缩短了制动距离。利用硬件在环实验台,对控制策略进行了验证,结果表明设计的控制策略可以充分提高ABS的性能。     

不同路面条件下高速公路的停车视距建模与安全车速分析

针对不良天气造成高速公路路面附着系数和能见度减小的情况,从运动学原理出发,将汽车制动停车过程分为驾驶员反应、制动系协调和全制动3个时间阶段,推导了制动停车的安全距离,得出一种适用于不同路面条件（干燥、微湿、积水、积雪、结冰）的停车视距计算模型.结果显示,基于该模型能够进行较精确的高速公路不同路面条件下安全车速及间距的分析与修正.在此模型基础上以陕西省西宝高速公路为例,给出了不同附着系数和能见度下的安全车速和间距,结果在确保行车安全中车速符合实际情况,车距保持在能见度下限左右.     

飞机差动刹车纠偏过程的STAMP/STPA安全性分析

为防止飞机在全电差动刹车纠偏过程中发生危险或事故,将该过程的安全问题视为一个控制问题,从控制的角度开展STAMP/STPA安全性分析.首先,基于系统理论事故模型及过程（system-theoretic accident model and process,STAMP）建立考虑人机协调的飞机全电差动刹车系统STAMP模型,确定整个差动刹车系统的控制反馈关系;然后,采用系统理论过程分析（system theoretic process analysis,STPA）方法对差动刹车纠偏过程进行安全性分析,确定系统级事故和危险,识别潜在风险和不安全控制行为（unsafe control action,UCA）,从控制、反馈和协调3个方面对不安全控制行为进行定性致因分析;最后,建立飞机地面滑跑模型,对纠偏过程中出现的部分不安全控制行为（UCA1、UCA2和UCA5）进行仿真分析.仿真结果表明:在1°初始偏航角或1 m/s持续侧风的情况下未提供差动刹车动作,飞机在5 s后会偏出跑道;在1°初始偏航角（无侧风）情况下发生差动刹车动作延迟,延迟大于5 s时飞机会偏出跑道.仿真结果从定量角度对飞机全电差动刹车纠偏过程提出了安全约束,并验证了STAMP/STPA方法的有效性.     

交通标志对制动操作认知模型的影响

为了揭示交通标志诱发驾驶员弯道前制动操作的过程,根据认知学原理建立了驾驶员认知模型,并采用模拟驾驶的实验方法,分析了在不同条件下驾驶员第1刹车点位置与交通标志的关系.实验结果表明:当交通标志设置远离弯道入口时,制动操作直接受到交通标志影响;当设置位置距弯道入口较近时,交通标志对制动操作的作用将被弯道轮廓线所代替.另外,结果显示该过程还受到驾驶员内在记忆系统及外部环境的影响.实验结果验证了模型的有效性及相关影响规律,并且结合认知模型可以得到交通标志诱发驾驶员制动操作源于交通信息对于制动决策需求的满足.     

基于两相双质点MPM的滑坡堵江灾害链生全过程分析

滑坡-堵江-堰塞湖灾害链是高山峡谷地区的典型地质灾害,其中滑坡堵江环节作为该灾害链的衔接过程,往往决定了后续灾害在时间、空间上的延拓规模,合理再现这一复杂流-固耦合过程对于灾害链风险评估至关重要。基于物质点法（MPM）模拟岩土材料非线性的优势,采用Drucker-Prager模型表征失稳运动的岩土体,引入人工状态方程表征水体流动过程,发展了岩土体（固相）与水体（液相）相互作用的两相双质点物质点法（TPDP-MPM）;通过模型试验尺度下滑坡体-水体相互作用过程的仿真分析,验证了TPDP-MPM处理岩土体、水体两相耦合的有效性。以此为基础,针对2011年湖北十堰市二荒村滑坡堵江（平渡河）灾害链,再现了灾害演化全过程,通过演化过程中的速度场与动能分析,认为二荒村滑坡堵江全过程可分为失稳启动、高速滑动、入江制动和堆积成坝4个阶段,揭示了滑坡体在失稳启动和高速滑动阶段的运移模式以及入水制动阶段水体对于滑坡堆积过程的影响规律。研究成果为滑坡堵江灾害链的全过程推演与风险评估提供了理论与方法。     

列车制动力仿真的程序实现技术

根据已有的列车制动力模型，介绍了列车制动力仿真程序实现的技术。利用过渡刚度法处理非线性车钩力模型的拐点问题，并通过四阶龙格-库塔法求解列车制动反应方程组，得到了满足工程应用的列车制动力时程曲线。     

异步电机制动元器件的确定(英文)

利用三相异步电机的稳态等效电路 ,建立了异步电机阻容制动时的计算机仿真模型 通过样机测试 ,证实了仿真结果的正确性 利用仿真程序可方便地确定满足制动要求的电容、电阻元器件 ,并达到最佳效果 通过仿真讨论了电容、电阻元件及转动惯量对制动过程的影响     

基于滑移-黏滞摩擦机理的制动系统模型开发

研究了制动近零状态和制动抱死状态下制动力矩的求解理论,开发了一种新的制动系统模型。根据制动过程中制动盘与制动钳(制动鼓与制动蹄)之间的运动状态,基于滑移-黏滞摩擦机理,建立了动、静两种摩擦状态下的制动力矩求解算法。开发了独立的制动模型子程序,并在ADAMS软件中进行应用。仿真结果表明:建立的制动系统模型比原ADAMS中的模型可以更准确地仿真车辆平路制动停车工况和坡道制动停车工况,对于汽车的仿真分析具有应用价值。     

异步电机制动元器件的确定（英）

利用三相异步电机的稳态等效电路,建立了异步电机阻容制动时的计算机仿真模型.通过样机测试,证实了仿真结果的正确性.利用仿真程序可方便地确定满足制动要求的电容、电阻元器件,并达到最佳效果.通过仿真讨论了电容、电阻元件及转动惯量对制动过程的影响.     

鼓式制动器应力场数值模拟

针对鼓式制动器在制动过程中制动鼓出现开裂的问题,基于有限元法和瞬态热传导方程,分别建立了鼓式制动器接触分析模型和瞬态热分析模型。采用非线性接触方法分析了因制动蹄外张制动在制动鼓上产生的应力大小及其分布规律。利用瞬态生热对流与热传导分析方法得出了制动鼓上的生热-散热规律及其热应力的大小与分布规律。利用该模型分析了某重型车制动鼓开裂原因。结果表明,紧急制动工况时,机械应力和热应力对制动鼓不同部位的开裂都有影响,均可引起制动鼓疲劳开裂,且引起的开裂形态不同。该模型和分析方法对制动鼓的开裂失效研究具有很好的工程应用价值和理论指导意义。     

钻机气控全盘式刹车系统制动特性模型

为研究钻机气控盘式刹车系统的制动特性,运用变质量气体热力学原理和动力学理论建立了气控盘式刹车制动过程的数学模型.基于该模型,利用AMESim对制动过程进行仿真研究,并通过试验验证该数学模型.结果表明,所建立的数学模型能够较为准确地反映出加压制动过程中制动气压变化规律,即制动气压在突然加载时整体变化趋势是先快速增大,出现拐点后再缓慢增大的特性,气控刹车系统制动和松刹的响应时间分别约为0.5 s和0.3 s;点制动控制能取得较好的速度控制效果.