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1、基于MATLAB/Simulink的ABS仿真研究摘要：為了研究ABS的制動過程，本文在分析汽車制動防抱死系統(tǒng)(ABS)工作原理的基礎(chǔ)上，在MATLAB/Simulink環(huán)境下構(gòu)建ABS動力學模型進行仿真實驗，研究ABS對整車性能的影響，并繪制相關(guān)參數(shù)仿真曲線進行分析研究。結(jié)果表明，ABS裝置對車輛制動性能有較大影響。關(guān)鍵詞：仿真；ABS；MATLAB/Simulink；車輛動力學模型SimulationStudyoftheAnti-LockBrakingSystembasedonMATLAB/SimulinkAbstract:InordertostudytheAB
2、Sbrakingprocess,thispaperanalyzedtheworkingprincipleofABS,builtABSvehicledynamicmodelwithMATLAB/Simulinkmethodstomakesimulationexperiment,researchedtheinfluenceofvehicleperformancecausedbyABSandresearchedtherelevantparametersstimulationcurve.TheresultshowsthattheABShasagreatimpactonveh
3、iclebrakingperformance.Keywords:stimulation；ABS；MATLAB/Simulink；vehicledynamicmodel0.引言ABS(Anti-lockBrakingSystem)，即車輛防抱死制動系統(tǒng)，是一種主動安全裝置，它能夠縮短汽車制動距離，增加汽車制動時的方向穩(wěn)定性，減少汽車制動過程中的側(cè)滑現(xiàn)象，提高汽車制動時的安全性能，減少交通事故的發(fā)生，已成為當今車輛的必備裝置。近年來，我國先后出臺了相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)標準，強制要求客車和貨車安裝ABS裝置。傳統(tǒng)ABS檢驗主要依靠裝車道路實驗，需要耗費大量人力、物力、財力和
4、時間，效率低下且成本較高。隨著計算機技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，為ABS的仿真研究提供了可能。在車輛動力學基礎(chǔ)上構(gòu)建ABS仿真模塊，對其性能進行研究分析成為一種行之有效的手段。本文便是在MATLAB/Simulink基礎(chǔ)上構(gòu)建ABS車輛動力學模型，進行仿真實驗和分析。1.MATLB/Simulink簡介MATLAB是由美國mathworks公司開發(fā)的主要面對科學計算、可視化及交互式程序設(shè)計的一種計算環(huán)境軟件。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境下，為科研、工程設(shè)計及其他眾多科學領(lǐng)域全面有效的數(shù)值計算
5、提供解決方案，代表了當今科學計算軟件的先進水平。MATLAB可以進行數(shù)值計算、矩陣運算、繪制函數(shù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言程序等，主要應用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等領(lǐng)域。Simulink是MATLAB的最重要組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，只需簡單的操作即可構(gòu)造出復雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點Simulink已被廣泛應用于控制理論和數(shù)字信號處理的復雜仿真和設(shè)計。本次研究便是在MA
6、TLAB/Simulink環(huán)境下構(gòu)建ABS模塊進行后續(xù)分析研究的。0.ABS原理0.1ABS的組成ABS通常由輪速傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)裝置、電子控制單元ECU組成。其系統(tǒng)示意圖見圖1。圖1ABS組成系統(tǒng)示意圖其中，輪速傳感器用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速信號輸入ECU。制動壓力調(diào)節(jié)裝置安裝有電磁閥，由ECU控制電磁閥的通電和斷電以控制不同油路通斷進而調(diào)節(jié)制動力的大小。ECU包括輸入電路、輸出電路、電源電路、安全檢測電路、主控單片機和監(jiān)控單片機，主要用于接收輪速傳感器及其他傳感器輸入信號，進行放大、計算、比較，并按照特定的控制邏輯，分析判斷后輸出控制指令，控制制動壓力調(diào)
7、節(jié)裝置進行壓力調(diào)節(jié)。0.2ABS的基本工作原理汽車制動時，當附著力對車輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不足以克服制動器所產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩時，車輪就會發(fā)生制動抱死。此時，如果汽車還未完全制動到停車，車輪就會在路面上產(chǎn)生滑移現(xiàn)象。汽車在高速行駛時車輪被制動抱死將會對汽車行駛安全性造成一系列不良影響。充分合理地利用輪胎與路面間的附著力，可以使車輛在制動過程獲得良好的行駛性能，附著力的數(shù)學表達式為：式中，—附著力，—垂直載荷，—附著系數(shù)。在汽車制動過程中，輪胎與路面間的垂直載荷和附著系數(shù)會隨很多因素而變化。車輪在其滾動平面內(nèi)相對于路面有滾動和滑動兩種運動形式，為表征滾動成分在車輪運動所占比例
