純電動汽車ABS制動能量回收.doc
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基于自尋優(yōu)控制的純電動汽車制動能量回收策略可行性分析 倪蘭青，南京航空航天大學(xué) 本課題應(yīng)從三部分入手，一是汽車建模部分；二是ABS自尋優(yōu)控制部分；三是再生制動部分。 一：車輛動力學(xué)建模（以單輪模型為例） 1.1 單輪車輛模型 車輛運(yùn)動方程： 車輛運(yùn)動方程： 車輪縱向摩擦力：N 其中，M:汽車質(zhì)量，F(xiàn)x:輪胎和底面間的附著力，I：車輪轉(zhuǎn)動慣量，：車輪角速度，r:車輪有效半徑，Tg:地面制動力矩，Tb：制動器制動力矩，：地面摩擦系數(shù)，N：車輪對地面壓力 1.2 輪胎模型 ⑴由于主要研究縱向制動特性,可以選用參數(shù)較少并能反映縱向附著系數(shù)b與滑移率S關(guān)系的Burckhardt模型。 式中c1、c2、c3為參考系數(shù),下表給出了其在不同路面條件下的取值及該路面最佳滑移率Sopt和最大附著系數(shù)max。 ⑵雙線性模型 在一些情況下,為了獲得一種解析解,用這種雙線形模型來簡化輪胎模型, 如下圖所示: ，其中，：最佳滑移率，：滑移率為1時(shí)的附著系數(shù):s:車輪滑移率;:峰值附著系數(shù)。 1.3 液壓制動系統(tǒng)部分 液壓制動系統(tǒng)包括兩部分：一部分是液壓傳動系統(tǒng)；另一部分是制動器。為進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬計(jì)算，可以建立經(jīng)驗(yàn)式的l、2階模型系統(tǒng)。為簡化系統(tǒng)，忽略了電磁閥彈簧的非線性因素及壓力傳送的延遲，其傳遞函數(shù)為： 式中：K為系統(tǒng)的增益，K=100；T為系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)，T=0．01。制動器力學(xué)模型描述了制動輪缸壓力輸入及制動力矩輸出間的力學(xué)特性。為了簡化仿真研究，在進(jìn)行仿真時(shí)假設(shè)制動器為理想元件，如果忽略非線性和溫度的影響，制動力矩瓦可以看作是制動壓力P的線性函數(shù)： Tb=kP 式中：Tb為車輪制動力矩；k為制動器制動效能因數(shù)(通過試驗(yàn)可以得到)；P為液壓傳動系統(tǒng)輸出壓力。 1.4 滑移率的計(jì)算 滑移即為汽車制動時(shí)出現(xiàn)車輪速度小于汽車車身速度而導(dǎo)致車輪即滾動又滑動的現(xiàn)象。車輪的滑移率定義為： 二:自尋優(yōu)控制在汽車ABS控制中的應(yīng)用 王紀(jì)森等首先針對常規(guī)車輛首次提出了ABS系統(tǒng)的自尋優(yōu)控制策略,針對不同路況自動搜尋到輪胎和路面之間的最大附著系數(shù),使系統(tǒng)在最大附著系數(shù)附近工作,并在單雙輪模型中進(jìn)行仿真驗(yàn)證。通過仿真分析,驗(yàn)證了自尋優(yōu)防抱死策略 在制動時(shí)間和制動距離上都優(yōu)于邏輯門限值控制。 2.1 自尋優(yōu)防抱死制動控制邏輯 防抱控制就是要通過控制制動力矩ΔTb使路面可利用附著系數(shù)維持在最大附著系數(shù)附近,這樣即可避免車輪抱死,同時(shí)還可獲得最大附著力。輪胎附著 系數(shù)與滑移率有如下關(guān)系,如下圖所示： 該圖中，曲線的峰值點(diǎn)為最佳滑移率點(diǎn),此時(shí)S=Sc,附著系數(shù)μ取得最大值。在A區(qū),S下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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