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基于CARSIM的车辆ABS控制系统仿真研究 基于CARSIM的车辆ABS控制系统仿真研究

格式:word 上传:2022-06-25 16:22:14

《基于CARSIM的车辆ABS控制系统仿真研究》修改意见稿

1、“.....因此,制动器方程为。而采用微机实现的数字算法,由于软件系统的灵活性,使算法得到进步地修正和完善。在工业过程控制中,尽管自动控制理论与技术进步发展迅速,特别是现代控制理论和微机技术的发展,大大促进了工业自动化的进程。但是控制技术仍占有主导地位,现使用的控制方法中,型占有,优化占有。常规控制原理框图如图所示,系统由控制器和被控对象组成。图控制原理图控制器是种线性控制器,它根据给定值与实际输出值构成控制偏差将偏差的比例积分和微分通过线性组合构成控制量,对控制对象进行控制,故比例积分微分被控对象称控制器。其控制规律为式中为控制器的输出为控制器的比例系数,为控制器的输入信号,为控制器的积分时间,为控制器的微分时间。用计算机进行控制时,因计算机仅能处理离散信号,故而必须把控制算法变化成计算机可以实现的离散形式,其离散化的差分形式如下式中为采样周期为第次的采样偏差值为第次的采样偏差值为采样序号简单说来,控制器各校正环节的作用如下比例环节成比例地反映控制系统的偏差信号......”

2、“.....控制器立即产生控制作用,以减小偏差。积分环节主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数,其越大,积分作用越弱,反之则越强。微分环节微分时间常数越大,微分作用越强。微分作用能够反映反映误差信号的变化速度。变化速度越大,微分作用越强,从而有助于减小震荡,增加系统的稳定性。但是,微分作用对高频误差信号不管幅值大小很敏感。如果系统存在高频小幅值的噪音,则它形成的微分作用可能会很大,这是不希望出现的。控制算法的参数确定方法控制参数对系统性能的影响如下比例控制参数对系统性能的影响对动态性能的影响比例控制参数加大,使系统的动作灵敏,速度加快,偏大,振荡次数加多,调节时间加长。当太大时,系统会趋于不稳定。若太小,又会使系统的动作缓慢。对稳态性能的影响加大比例控制系数,在系统稳定的情况下,可以减小稳态误差,提高控制精度,但是加大只是减少,却不能完全消除稳态误差,稳态误差还是存在的。积分控制参数对控制性能的影响积分控制通常与比例控制或微分控制联合作用......”

3、“.....对动态性能的影响积分控制参数通常使系统的稳定性下降。太小系统将不稳定。偏小,振荡次数较多。当合适时过渡特性比较理想。对稳态性能的影响积分控制参数能消除系统的稳态误差度。但是若太大时,积分作用太弱,以至不能减小稳态误差。微分控制参数对控制性能的影响微分控制经常与比例控制或积分控制联合作用,构成控制或控制。微分控制可以改善动态特性,如超调量减少,调节时间缩短。当偏大时,超调量较大,调节时间较长当偏小时,超调量也较大,调节时间也较长。只有合适时,才可以得到比较满意的过渡过程。根据这些关系我们可以进行参数的整定。但该关系图只是个定性的辅助说明,各参数与性能指标之间的关系不是绝对的,只是表示定范围内的相对关系。三个参数之间还有相互影响,个参数变了,另外两个参数控制效果也会改变。因此,我们可以参考这些关系,根据实际控制响应曲线调整三个参数,使控制效果更好的满足性能指标的要求,达到我们的控制目标。关于参数整定,人们总结了许多经验图表和公式......”

4、“.....而实用方法则有扩充临界比例度法扩充响应曲线法归参数整定法优选法试凑法以及经验公式等。由于是在环境下进行设计与仿真,而该软件具有强大的图形功能,方便的可视化操作,所以我们只需以经验公式做定性参考,然后直接根据仿真曲线的结果和曲线来选择参数。依据滑移率控制要求和些基本的整定参数的经验,选择不同的参数进行仿真,最终确定满意的参数。这样既直观方便计算量小,又便于调整与改进。在本文中使用试凑法整定参数。在试凑时,可参考上述比例系数,积分系数,微分系数对控制过程的影响趋势,根据经验公式对参数实行下述先比例,后积分,再微分的整定步骤。它分为以下几步首先整定比例部分。即先将和设为,然后由小变大逐步改变,同时观察系统响应,直到控制系统得到反应快,超调小的响应曲线。由于此时系统仍有静差,且静差仍在个较大的范围内,所以单用比例等优点在工程实际中得到广泛的应用。逻辑门限控制不采用车速传感器测量车身速度,而是通过车轮传感器测量车轮转速,在此基础上再通过逻辑算法算出车身速度滑移率和减速度......”

5、“.....第章基于的控制系统建模软件介绍是家族的种新型的图形建模工具,免去了程序代码编程带来的低效率与繁琐,既可以用于动力学模拟也适于控制系统设计。各种功能模块化,可以直接用鼠标拖放模块,建立信号连线,进行建模。它可以处理的系统包括线形非线形系统离散连续及混合系统单任务多任务离散事件系统。它是个开放的系统,各种成熟的工具箱不断扩展并加入到系统中取。它以模块进行建模,控制系统和被控对象可以分别进行建模,每个子模块的参数可以单独修改,不影响其它模块运行,给系统的扩展带来方便。由于被控对象的模块化标准化,采用不同控制模块,可以对比不同控制方法的优劣,从中选择最佳的控制算法。应用进行车辆动力学控制系统建模的优点在于,控制系统与车辆动力学系统有机的溶于体,同时用图形易于表达控制系统的信号流向和逻辑开关控制。在提供的图形用户界面上,只要进行鼠标的简单拖拉操作就可构造出复杂的仿真模型。它外表以方块图形式呈现,且采用分层结构。从建模角度讲,这既适于自上而下的流程设计,又适于自下而上逆流程设计......”

6、“.....这种模型不仅能让用户知道具体环节的动态细节,而且能让用户清晰地了解各个器件各子系统各系统简地信息交换,掌握各部分之间地交互影响。在环境中,用户将摆脱理论演绎时需做理想化假设地无奈,观察到现实世界中摩擦风阻齿隙饱和死区等非线形因素和各种随机因素对系统行为的影响。在环境中,用那个户可以在仿真过程中改变感兴趣的参数,实时地观察系统行为的变化。由于环境使用户摆脱了深奥的数学推演的压力和繁琐编程的困扰,因此用户在此环境中产生浓厚的探索兴趣,引发活跃的思维,感悟出新的真谛。及以上版本中,可直接在环境中运作的工具包很多,已经覆盖通信控制信号处理电力系统等诸多领域,所涉及内容专业性极强。软件介绍软件由美国机械仿真公司,简称公司于年研制开发。它的动态仿真基础源自于美国密西根大学运输研究中心,简称多年理论和实践经验的积累。该软件具有快速准确易于上手等特点。它可以模拟不同路面情况下汽车的制动加速和方向盘调整,通过曲线和动画直观地分析汽车的各种响应。在国外......”

7、“.....并应用于新产品特别是电控单元的开发和虚拟试验。是面向特性的参数化建模的汽车动力学仿真软件,它用简洁易懂的界面将整车模型仿真结果等展示在使用者面前。我们可快速而准确地利用该软件进行仿真,以期对工程设计提供参考。如图所示,软件由如下三部分组成图形化数据库。该部分包括整车模型数据库,方向和速度控制数据库,外部环境数据库包括路面信息,风等外部环境三部分。这些数据库综合考虑了人车路等三部分。使用者可以缺省库,也可以新建库。图软件的组成数学模型求解器。在该部分可以设置仿真时间,仿真步长等信息,它是求解运算的内核部分。数学模型具有快速精确的优点,并且可与语言等方便地连接。仿真结果后处理部分。具有强大的后处理功能,包括仿真结果的动画显示和曲线显示两部分。使用者通过仿真动画可以直观形象地观察汽车的响应,还可以选择输出特性参数随时间或另特性参数变化的曲线,进行定量分析。与软件接口的用户界面是个参数化的界面,通过建立车辆的外形尺寸参数,质量参数,驱动形式,悬架的机构形式,悬架参数......”

8、“.....在仿真过程中可以采用开环控制或闭环控制,对车辆施加转向和制动等操作。还可以根据用户不同的要求,设置路面参数和不同的仿真场景。是提供的主要工具箱之,用于可视化的动态系统建模仿真和分析。可以对系统作适当的实时修正或者按照仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数,以提高系统的性能,减少设计系统过程中反复修改的时间,实现高效率地开发系统的目标。软件特别提供与产品家族的接口,以便于进行完整车辆模拟分析。通过内建的接口,可调节器还不能达到目的,迸入下步调节。加入积分环节,整定积分系数。首先设置为个较小的值,并将第步整定得到的略微缩小,如缩小为原值的倍。然后逐步增大,观察系统响应曲线,使系统在保持良好动态性能的情况下,静差得到消除。在此过程中,可根据响应曲线的好坏反复改变和,以期得到满意的控制过程与控制参数。使用比例积分调节器消除了静差,但动态过程经反复调整仍不能满意,故我们转向第三步。加入微分环节,构成比例积分微分调节器。微分系数的整定方法同第二步......”

9、“.....逐步试凑,以获得满意的调节效果和控制参数。逻辑门限值控制原理发展至今,大多数产品都采用加减速度门限值控制,并附加些辅助门限,这种逻辑门限值控制方式不涉及具体系统的数学模型,对于非线性系统的控制非常有效,但由于门限值是通过反复不断的道路试验获得的,选择不同的门限值就会产生不同的控制逻辑,因此系统的控制逻辑比较复杂,稳定性差。防抱制动装置的目的是将轮胎纵向附着率控制在其极限值附近如果已知制动工况中的轮贻纵向附着极限对应的纵向滑移率,则设置个纵向滑移率控制门槛,把纵向滑移率控制在这个值附近,可达到上述目的因此,轮胎纵向滑移率可以作为防抱制动装置的个控制参数实际上,轮胎的纵向附着极限对应的纵向滑移率受到许多因素的影响,不是个确定值,而是在个较宽的范围内变化要精确测量滑移率,必须精确测量车轮转速有效半径及车辆速度。为此必须要有测量车轮转速和车辆速度的专用设备。成本和可靠性直是发展的两大障碍,为了降低成本,现代均由车轮转速传感器控制器和压力调节器等三大构件组成......”

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