|
關(guān)于汽車電控機械制動系統(tǒng)控制的分析
江蘇省徐州經(jīng)貿(mào)高等職業(yè)學(xué)校 權(quán)靜 2020/1/29 10:08:50
（接上頁）干路面道路行駛相比，濕滑路面車輛高速行駛下制動，短時間出現(xiàn)抱死，滑移率100%，且地面附著系數(shù)較低，導(dǎo)致制動距離延長。同濕滑路面，冰雪路面高速行車時制動，抱死時間短，瞬間形成抱死，滑移率100%，相較于濕滑路面，冰雪路面附著系數(shù)更低，制動距離更長。車輛在附著系統(tǒng)較低路面高速行駛時制動，未控制防抱死，則很可能出現(xiàn)防抱死，導(dǎo)致安全事故發(fā)生。
3.3以遺傳算法優(yōu)化PID參數(shù)
以MATLAB軟件操作支持，對車輛電控機械制動策略仿真圖形界面設(shè)計分析，以軟件操作，用戶將車輛輪胎及整車對應(yīng)參數(shù)輸入到系統(tǒng)中，點擊控制算法按鈕，可迅速獲取車輛制動信息，獲取直觀的分析數(shù)據(jù)。此外，文章以遺傳算法對PID參數(shù)優(yōu)化，以此實現(xiàn)快速制動。一些復(fù)雜的系統(tǒng)優(yōu)化，采用遺傳算法隨機優(yōu)化搜索，可在一時間對空間中各個點位快速搜索，實現(xiàn)全局收斂。因此，可利用模型優(yōu)化設(shè)計，通過PID控制參數(shù)中積分系統(tǒng)、微分系數(shù)及比例系數(shù)，得到變量，在固定長度路面上，以制動實際滑移率及理想的滑移率之差均方根視作目標函數(shù)，優(yōu)化各項約束條件，以MATLAB中“工具箱”的算法求解目標函數(shù)，以獲取車輛穩(wěn)定性提高的理論基礎(chǔ)。之后對主程序M文件及目標函數(shù)的M文件編寫，得到的理想控制參數(shù)的最終優(yōu)化。
在此次研究中，對不同路面情況下控制參數(shù)優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)：（1）在干燥路面下，制動時間2.6s，制動距離29.4m，經(jīng)比對發(fā)現(xiàn)滿足國家制動規(guī)范。（2）在濕滑路面，制動時間4.6s，制動距離51.4m、經(jīng)比對發(fā)現(xiàn)滿足國家制動規(guī)范。（3）冰雪路面，制動時間12s，制動距離133.8m，經(jīng)比對，發(fā)現(xiàn)其基本能滿足國家制動規(guī)范。
由此可見，在不同路面下，均可實現(xiàn)對目標滑移率實施追蹤，對地面附著力最大限度利用，縮短車輛制動長度，提高車輛高速行駛中方向穩(wěn)定性，提高制動效能。
4.效果比對分析
經(jīng)仿真優(yōu)化后，車輛電控機械制動系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)比對分析，發(fā)現(xiàn)電控機械制動系統(tǒng)優(yōu)勢明顯。
4.1結(jié)構(gòu)及性能
傳統(tǒng)車輛制動與電控機械式制動系統(tǒng)進行比較的結(jié)果如表1所示。
表1 傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)及電控機械制動系統(tǒng)比對分析
項目 傳統(tǒng)制動系統(tǒng) 電控機械制動系統(tǒng)
結(jié)構(gòu) 管路復(fù)雜，安裝不便 結(jié)構(gòu)簡單，管路系統(tǒng)得到優(yōu)化
裝配及維修 裝配難度高，程序復(fù)雜 以模塊化結(jié)構(gòu)支持，簡化維修步驟，拆裝方便
輔助 少，多為手動操作 可自行診斷、自動識別故障，以電控按鈕實現(xiàn)自動快捷操作
4.2制動距離
以載貨車（約40t）為例，配置盤式制動器及ENS，時速90km/h制動，到車輛停止位置制動距離比ABS及鼓式制動器縮短約45%，而EMB又在此基礎(chǔ)上縮短近14%制動距離，可見電控機械制動系統(tǒng)優(yōu)勢明顯（如圖2）。
圖2 不同制動裝置下制動距離比對分析
5.結(jié)束語
綜上所述，本文首先對汽車電控機械制動系統(tǒng)進行了仿真分析、控制策略設(shè)計軟件開發(fā)，再者，對電控機械制動系統(tǒng)控制目標FENIX實現(xiàn)的前提下，對PID控制對制動的影響分析，最后，以遺傳算法對PID控制參數(shù)優(yōu)化，對目標滑移率跟蹤，在應(yīng)用最大限度的路面附著力基礎(chǔ)上，縮短車輛高速行駛下制動距離，以此提高車輛穩(wěn)定性，減少安全隱患發(fā)生。
參考文獻
[1]陳睿. 汽車電子機械制動的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展研究[J]. 內(nèi)燃機與配件, 2018(1):96-97.
[2]周杰輝. 電子機械制動系統(tǒng)研究與設(shè)計[J]. 南方農(nóng)機, 2018(13):168-168.
[3]劉樹偉, 郝亮. 汽車真空輔助制動系統(tǒng)的控制研究[J]. 中國工程機械學(xué)報, 2019(1):61-66.
[4]崔金明. 轎車電控制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和發(fā)展[J]. 科技風(fēng), 2018(4):127-127.
|