EMB夹紧力控制策略研究及实验平台的开发
发布时间：2020-12-23 18:52
随着汽车电子化的不断深入,汽车不断朝着智能化的方向发展,同时,人们对汽车安全性能的要求越来越高。线控制动作为一种先进的电控制动系统,无论是在结构还是在原理上都与传统汽车的液压制动系统有很大的区别。电子机械制动（Electro-mechanical Brake,EMB）系统作为线控制动系统的主要分支,是汽车制动系统未来的发展方向。同时,防抱死制动系统（Antilock Brake System,ABS）作为一种主动安全装置,在提高汽车制动安全性和操作稳定性上有重要的意义,已经成为汽车的标配。本文主要研究内容包括:确定了 EMB执行器的总体设计要求,对EMB执行器的各部件包括永磁无刷直流力矩电机、行星齿轮减速器、滚珠丝杠等进行了选型和设计计算。同时建立了各部件相应的数学模型和仿真模型。提出了基于电流信号识别的间隙调整控制策略,从而实现了 EMB系统制动间隙的自动调整。为提高识别的准确性,设计了二阶卡尔曼滤波算法对电流进行滤波处理。在此基础上,确定了 EMB制动器闭环控制的结构,设计了基于模糊PID的夹紧力控制策略,并在Matlab/Simulink中进行了仿真验证。仿真结果表明:模糊PID...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＥＭＢ系统示意图??１．１．２防抱死制动系统（ＡＢＳ）??
系统两种主要形式。ＥＭＢ系统在结构形式上与传统的液压制动系统有很大的差??‘别，结构形式如图１．１所示。ＥＭＢ系统的执行和控制机构需要重新设计。由于ＥＭＢ??动力源是电机，因而执行机构需要将电机的旋转运动转换为制动垫片的平动。为??增大制动夹紧力，需要安装减速增扭机构。由于制动垫片随着制动次数的增加而??产生磨损，因而执行机构还需要能够实现制动间隙的自动补偿。同时由于汽车空??间的有限，ＥＭＢ执行机构还必须要考虑结构的紧凑性。ＥＭＢ的控制部分则需要??实现对电机的精确控制，防止出现制动抱死的情况。??电子液压制动（ＥＭＢ）系统仍然采用电液控制方式，保留了部分液压管路，不??具备完全电子制动的优点，只是作为ＥＭＢ系统的一个过渡产品。电子机械制动??系统去除了液压元件
１－执行器壳体２－偏心轮３－连杆４－制动钳壳体５－活塞６－制动块７－制动盘８－力矩电机??图１．６连杆式ＥＭＢ执行器结构图??二、图１．７为吉林大学设计的电子机械制动ＥＭＢ执行器。该执行器在２００８??年申请一项名为“应用在汽车上的电子机械制动执行器”的专利。该执行器同样采??用电机内置的设计，将滚珠丝杠内置于驱动电机中，缩短机构的轴向尺寸。同时，??吉林大学还搭建了基于ｄＳＰＡＣＥ的ＥＭＢ执行器的硬件在环实验平台。利用??ｄＳＰＡＣＥ实时系统拥有实时性强，可靠性高，扩充性好等优点对设计的ＥＭＢ执行??器的性能进行试验测试。同时，吉林大学还对踏板力模拟技术以及ＡＢＳ、ＥＢＤ、??ＴＣＳ等制动控制技术进行了仿真研究。??１－制动盘２－螺母３－电机转子４－电机定子５－齿圈６－行星齿轮７－行星架??８－丝杠９－中心轮１０－制动垫块??图１．７?ＥＭＢ执行器结构及实物图??１．２．２?ＥＭＢ夹紧力控制策略的研究现状??随着研宄工作的深入，研究人员发现了除了?ＥＭＢ执行机构的设计，ＥＭＢ系??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子机械制动器间隙调整控制策略研究[J]. 葛正,王维锐,王俊鼎. 浙江大学学报(工学版). 2017(01)
[2]基于滑模变结构控制的车辆稳定性研究[J]. 杨康,王振臣,赵莎. 现代制造工程. 2014(10)
[3]汽车燃油经济性优化方法[J]. 胡平,周荣,徐达. 汽车工程师. 2010(03)
[4]滑模变结构控制理论及其算法研究与进展[J]. 刘金琨,孙富春. 控制理论与应用. 2007(03)
[5]TRW电子驻车制动(EPB)先进技术[J]. 钟师. 汽车与配件. 2006(23)
[6]汽车线控制动技术及发展[J]. 林逸,沈沉,王军,任忠生. 汽车技术. 2005(12)
[7]汽车轮胎模型研究现状及其发展分析[J]. 王和毅,谷正气. 橡胶工业. 2005(01)
博士论文
[1]基于卡尔曼滤波算法的感应电机无传感器直接转矩控制技术研究[D]. 张金良.华南理工大学 2016
[2]分布式电驱动车辆动力学状态参数观测及驱动力协调控制[D]. 褚文博.清华大学 2013
[3]汽车线控制动系统安全控制技术研究[D]. 彭晓燕.湖南大学 2013
[4]传统和高阶滑模控制研究及其应用[D]. 李鹏.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]汽车防抱死系统控制方法研究与仿真[D]. 刘化伟.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于四轮独立线控制动的制动力分配控制策略研究[D]. 吕以滨.湖南大学 2016
[3]基于路面在线识别的线控制动系统制动力控制策略研究[D]. 何磊.湖南大学 2016
[4]直流无刷电机自适应模糊控制系统设计[D]. 蔡宝京.电子科技大学 2016
[5]基于滑移率的车辆防抱死制动系统研究[D]. 王畅平.湖南大学 2015
[6]轻型线控制动汽车执行系统传感器故障诊断与整车稳定性协调控制[D]. 王梦春.吉林大学 2013
[7]汽车防抱死系统（ABS）建模与模糊PID控制研究[D]. 李柏华.华南理工大学 2012
[8]电子机械制动系统的夹紧力控制策略研究[D]. 张绿原.华中科技大学 2012
[9]汽车电子制动力分配系统的仿真研究[D]. 邓龙军.长安大学 2011
[10]电子机械制动执行器精细控制算法研究[D]. 张建.吉林大学 2011
本文编号：2934187
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＥＭＢ系统示意图??１．１．２防抱死制动系统（ＡＢＳ）??
系统两种主要形式。ＥＭＢ系统在结构形式上与传统的液压制动系统有很大的差??‘别，结构形式如图１．１所示。ＥＭＢ系统的执行和控制机构需要重新设计。由于ＥＭＢ??动力源是电机，因而执行机构需要将电机的旋转运动转换为制动垫片的平动。为??增大制动夹紧力，需要安装减速增扭机构。由于制动垫片随着制动次数的增加而??产生磨损，因而执行机构还需要能够实现制动间隙的自动补偿。同时由于汽车空??间的有限，ＥＭＢ执行机构还必须要考虑结构的紧凑性。ＥＭＢ的控制部分则需要??实现对电机的精确控制，防止出现制动抱死的情况。??电子液压制动（ＥＭＢ）系统仍然采用电液控制方式，保留了部分液压管路，不??具备完全电子制动的优点，只是作为ＥＭＢ系统的一个过渡产品。电子机械制动??系统去除了液压元件
１－执行器壳体２－偏心轮３－连杆４－制动钳壳体５－活塞６－制动块７－制动盘８－力矩电机??图１．６连杆式ＥＭＢ执行器结构图??二、图１．７为吉林大学设计的电子机械制动ＥＭＢ执行器。该执行器在２００８??年申请一项名为“应用在汽车上的电子机械制动执行器”的专利。该执行器同样采??用电机内置的设计，将滚珠丝杠内置于驱动电机中，缩短机构的轴向尺寸。同时，??吉林大学还搭建了基于ｄＳＰＡＣＥ的ＥＭＢ执行器的硬件在环实验平台。利用??ｄＳＰＡＣＥ实时系统拥有实时性强，可靠性高，扩充性好等优点对设计的ＥＭＢ执行??器的性能进行试验测试。同时，吉林大学还对踏板力模拟技术以及ＡＢＳ、ＥＢＤ、??ＴＣＳ等制动控制技术进行了仿真研究。??１－制动盘２－螺母３－电机转子４－电机定子５－齿圈６－行星齿轮７－行星架??８－丝杠９－中心轮１０－制动垫块??图１．７?ＥＭＢ执行器结构及实物图??１．２．２?ＥＭＢ夹紧力控制策略的研究现状??随着研宄工作的深入，研究人员发现了除了?ＥＭＢ执行机构的设计，ＥＭＢ系??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子机械制动器间隙调整控制策略研究[J]. 葛正,王维锐,王俊鼎. 浙江大学学报(工学版). 2017(01)
[2]基于滑模变结构控制的车辆稳定性研究[J]. 杨康,王振臣,赵莎. 现代制造工程. 2014(10)
[3]汽车燃油经济性优化方法[J]. 胡平,周荣,徐达. 汽车工程师. 2010(03)
[4]滑模变结构控制理论及其算法研究与进展[J]. 刘金琨,孙富春. 控制理论与应用. 2007(03)
[5]TRW电子驻车制动(EPB)先进技术[J]. 钟师. 汽车与配件. 2006(23)
[6]汽车线控制动技术及发展[J]. 林逸,沈沉,王军,任忠生. 汽车技术. 2005(12)
[7]汽车轮胎模型研究现状及其发展分析[J]. 王和毅,谷正气. 橡胶工业. 2005(01)
博士论文
[1]基于卡尔曼滤波算法的感应电机无传感器直接转矩控制技术研究[D]. 张金良.华南理工大学 2016
[2]分布式电驱动车辆动力学状态参数观测及驱动力协调控制[D]. 褚文博.清华大学 2013
[3]汽车线控制动系统安全控制技术研究[D]. 彭晓燕.湖南大学 2013
[4]传统和高阶滑模控制研究及其应用[D]. 李鹏.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]汽车防抱死系统控制方法研究与仿真[D]. 刘化伟.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于四轮独立线控制动的制动力分配控制策略研究[D]. 吕以滨.湖南大学 2016
[3]基于路面在线识别的线控制动系统制动力控制策略研究[D]. 何磊.湖南大学 2016
[4]直流无刷电机自适应模糊控制系统设计[D]. 蔡宝京.电子科技大学 2016
[5]基于滑移率的车辆防抱死制动系统研究[D]. 王畅平.湖南大学 2015
[6]轻型线控制动汽车执行系统传感器故障诊断与整车稳定性协调控制[D]. 王梦春.吉林大学 2013
[7]汽车防抱死系统（ABS）建模与模糊PID控制研究[D]. 李柏华.华南理工大学 2012
[8]电子机械制动系统的夹紧力控制策略研究[D]. 张绿原.华中科技大学 2012
[9]汽车电子制动力分配系统的仿真研究[D]. 邓龙军.长安大学 2011
[10]电子机械制动执行器精细控制算法研究[D]. 张建.吉林大学 2011
本文编号：2934187
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