建的轮胎子模块如下图3-4所示。图3-4轮胎模块3.3制动系统模型制动系统包括传动机构和制动器两部分。传动机构主要指液压传动系统,其建模主要是考虑制动力调节器的制动压力随电磁阀电流变化的关系。为简化系统,忽略电磁阀弹簧的非线性因素及压力传送的延迟,将液压传动系统简化为一个电磁阀和一个积分环节。传递函数表示为:制动器模型指制动器力矩与制动系气液压力之间的关系模型。为了方便研究控制算法,在进行仿真时假设制动器为理想元件,忽略滞后性带来的影响。因此,制动器方程为:式中,为制动器制动力矩,单位是;为制动器制动系数,单位是N·m/kPa;P为制动器气液压力,单位是kPa。由式建立制动系统仿真模型,如图3-5所示。图3-5汽车制动系统模型3.4滑移率计算模型汽车制动,如果车轮线速度低于汽车行驶速度,轮胎和路面之间将产生滑移,滑移的程度常用滑移率表示,计算公式为:由式建立滑移率的仿真模型,如图2-6所示。图3-6滑移率模型3.5PID控制器模块采用经典的PID控制器,其仿真模型如图2-7所示。图3-7PID控制模型图4.汽车ABS系统仿真及结果分析4.1汽车ABS系统仿真在Matlab/Simulink环境下,对所设计的PID控制器在有ABS系统和没有ABS系统的情况下分别仿真,以得出结论。仿真参数如表1所示。表一仿真路面参数1/4汽车的质量M车轮半径R车轮转动惯量I388kg0.289m0.87.初始速度v重力加速度g最佳滑移率25m/s9.80.2带有PID控制器的系统仿真模型如图4-1所示。图4-1汽车ABS仿真模型3.2仿真结果分析当C=0的时候,此系统为无ABS系统;当C=1的时候,此系统为ABS系统。分别对C=0和C=1时进行仿真,有ABS系统时和无ABS系统时的车速和轮速对比曲线、滑移率对比曲线、制动距离对比曲线分别如图3-2到图3-7所示。图3-2无ABS系统时候的滑移率
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