Matlab汽车防抱死制动系统PID控制的建模与仿真(3)
1. 4. 1 全电制动系统
目前，控制算法建立在滑移率的基础上时有清晰的指导理论，并且方便完成连续控制，成本问题成为制约其进一步革新的关键。眼下ABS配置的是轮速传感器，但是随着技术进步，车速传感器也是可能的。其具有体积更小、价格便宜以及可靠性高的等特点，这样就不需要计算滑移率，可以直接读出，得到滑移率将变得更具说服力。未来汽车制动控制技术，会加强了汽车制动系统的各项指标，因为其逐渐变成全电技术，或者说是线控化。
图1.1 全电制动系统图
如图1.1所示，和普通的制动系统有一定的差异，全电制动的传递介质是电力，后者是液体或压缩空气，这样就不需要使用额外的管路及传感器，使得制动时间在一定程度上降低。全电制动系优势有许多方面。第一是与众不同的电动制器，制动管理流程也与众不同的。其次，因为汽车直接利用电力驱动制动器，摈弃了传统制动系统中的液压机构，由中央电控单元(ECU)来控制系统，同时每一个制动器ECU各自控制着制动器。当今，BBW技术变得越来越成熟，已经推出了概念车，由电一液ABS控制系统联合制动。
1. 4. 2 功能集成化系统
当汽车行驶时，ASR的旨在避免车轮发生打滑，ABS的旨在避免车轮抱死。这两个系统都有根据车轮的滑移率，得到一定纵向力与横向力的能力。ASR可以单独工作，也可以和ABS一起使用，组成ABS／ASR系统，称为防滑控制系统。未来的汽车制动系统主要是ABS／ASR与车辆动力控制系统 (VDC)的统一体。当车辆行驶时，抵抗横向干扰，使得横向的运动更加平稳，从而使车辆能够平稳的行驶，车辆也变得更加容易控制。
1. 4. 3 控制算法优化
进一步完善防抱死制动系统，重点是怎样将最优控制理论加入到车辆制动系统中，使得车辆可以取得最好的制动效能。这几年来，现代控制理论发展得非常快，不断创新新的控制方法。下文将详细阐述，这些方法已经被尝试在车辆的制动系中[6] ，它们是一些智能控制理论和非线性控制技术。
1．5 本文研究的内容
1）阐述防抱死制动系统的基本知识，介绍了不同的控制算法，车辆制动仿真时需要用到的不同的模型，重点介绍了PID控制器，以及通过对比证实其优越性。
2）通过在干混凝土路面上，仿真常规制动系统和防抱死制动系统的制动过程，分析曲线后，防抱死制动系统具有良好的制动性能和方向操纵性可以得到验证。
2 ABS的简介
2．1 ABS的基本原理和组成
2. 1. 1 ABS的基本原理
汽车在雨雪天及冻冰打滑的路面上行驶,如遇紧急情况需要急刹车时,就会危险丛生。制动时，轮子如果发生抱死，制动力的大小会发生变化。此外，如果横向力的干扰车轮，横向运动就会出现，非常危险，汽车的制动路程会变长，制动时间也会变长，同时行驶平稳性与转向驾驶能力都会下降。而且，如前文所述，车轮抱死还会使轮胎的出现局部磨损，这样驾驶员在制动操作时会更加地紧张，压力更大[7]。
采用防抱死系统就能够避免车辆行驶过程的一些危险,保障人身的安全。在制动工况时，汽车受到两种阻力的影响: 一种阻力是制动器制动力，它的起因是制动器制动鼓（盘）和摩擦片，由二者之间的摩擦而产生;第二种成为地面附着力，它的起因是轮胎和路面，由二者之间的摩擦而产生。当汽车制动过程中能够保持平稳的行驶，那么制动器制动力小于地面附着力时；相反在制动时，当车轮发生滑移，会出现车轮抱死的现象，此时比起地面附着力，制动器制动力很大。而利用制动管路，ABS能够控制制动管路压力，使其合理的分配在制动分泵上。如此，当汽车急停车时，车轮不会遇到抱死的现象。因此，在紧急刹车的情况下，可以使汽车的方向稳定性依然文持在很高的状态 [8]。