【摘 要】
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本文以集成式电液制动系统（Integrated Electro-Hydraulic Brake System,I-EHB）为研究对象,分析了在不同制动工况下制动系统的工作原理,并建立了变负载I-EHB系统的数学模型。在系统工作压力范围内对模型进行线性化处理,并验证了线性化之后模型的正确性。由于在制动过程中系统负载会发生变化,设计了基于PID的调度控制器,搭建了I-EHB系统试验台架并通过硬件在环试
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本文以集成式电液制动系统（Integrated Electro-Hydraulic Brake System,I-EHB）为研究对象,分析了在不同制动工况下制动系统的工作原理,并建立了变负载I-EHB系统的数学模型。在系统工作压力范围内对模型进行线性化处理,并验证了线性化之后模型的正确性。由于在制动过程中系统负载会发生变化,设计了基于PID的调度控制器,搭建了I-EHB系统试验台架并通过硬件在环试验验证了基于调度PID控制方法的有效性。搭建了电磁阀流量压差试验台,通过试验数据拟合得到了常开式开关电磁阀流量与压差的关系,为电磁阀节流特性的线性化处理提供了依据。设计了基于滑模控制的调度控制器,该控制器优化了电机输出力矩,提高系统的抗干扰能力。具体工作内容如下:（1）分析了I-EHB系统在不同制动工况下的工作原理,分别建立了4轮缸负载系统模型和2轮缸负载系统模型,并通过AMESim软件验证了模型的正确性;分析了电机转矩常数、阻尼系数、轮缸活塞直径、等效接触刚度对I-EHB系统动态响应的影响;建立了伺服缸内泄漏模型并研究了伺服缸结构参数对泄漏量的影响。（2）针对变负载I-EHB系统的压力控制问题设计了基于PID的调度控制器,控制器可以随着负载的不同进行切换。仿真结果表明,在无摩擦的情况下相比于PID控制器,基于PID的调度控制器能够在超调量为0的前提下将压力响应时间缩短至110ms以内。（3）基于PID的调度控制器能很好地解决变负载I-EHB压力控制问题,但是对电机输出力矩要求较高。为了减小在阶跃信号输入下所需的电机最大输出力矩,提高系统的抗干扰能力,设计了基于滑模的调度控制器,在有摩擦干扰的情况下进行仿真。结果表明,相比于调度PID控制器,基于滑模的调度控制器使系统压力响应时间更短,且将电机输出力矩减小了0.7N·m以上。基于滑模控制设计ABS控制策略,分别在附着系数为0.7和0.4的路面上仿真,结果表明滑模控制器使滑移率波动小且更接近最优滑移率,缩短制动距离。（4）基于I-EHB系统台架进行了硬件在环试验,验证了在阶跃压力输入下和制动踏板位移输入下基于PID的调度控制方法的有效性。设计了常开式开关电磁阀流量压差试验并得到了电磁阀入口和出口处的压力与流量的关系,为电磁阀节流特性的线性化处理提供了依据。
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