电子驻车制动系统执行机构研究与控制器设计

发布时间：2017-08-12 22:04

  本文关键词：电子驻车制动系统执行机构研究与控制器设计

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【摘要】：电子驻车制动(Electrical Parking Brake,EPB)是汽车线控制动技术的一种。无论是在结构上还是功能上都比传统驻车制动系统有明显的优势。其结构简单可靠,功能全面,减轻了驾驶员的操作负担并且保证了驾驶员的安全。具有紧急制动功能的电子驻车制动系统是一种全新的驻车制动理念。论文围绕电子驻车制动系统开展研究工作,对制动系统的相关标准与要求进行研究,了解电子驻车制动系统相关的技术规范。进行了电子驻车制动系统执行机构主要部件参数进行设计,并利用三维建模软件进行了电子驻车制动系统执行机构设计。论文完成了电子驻车制动系统控制器的设计,包括硬件电路、控制逻辑及软件程序的设计与制定。对所设计的硬件电路进行PCB布局布线与电路板试制,为以后研究提供了硬件基础。搭建了电子驻车制动系统控制器测试台架,对电子驻车制动系统控制器进行测试,测试结果显示所设计控制器能够满足需求。对电子驻车制动系统的紧急情况下利用EPB执行机构进行滑移率调控进行了仿真研究,验证了紧急情况下利用EPB执行机构实现滑移率控制。在MATLAB/Simulink下建立了整车模型,在AMESim下建立了EPB执行机构模型。设计了PID控制器与滑模控制器,并用两种控制器对紧急情况下滑移率控制进行了联合仿真验证。仿真结果表明滑模控制器的响应能力与鲁棒性均优于PID控制器。滑模控制器能够在复杂路面情况下利用EPB执行机构对后轮滑移率进行精确稳定控制。
【关键词】：电子驻车制动 执行机构 控制器 滑移率控制 滑模控制器
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 主要参数对照表10-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 课题研究背景12-15
• 1.1.1 传统驻车制动系统概述12-13
• 1.1.2 电子驻车制动系统概述13-15
• 1.2 国内外研究现状15-16
• 1.3 研究的目的及意义16-17
• 1.4 工作内容及研究重点17-18
• 第2章 具有紧急制动功能的电子驻车制动系统研究18-28
• 2.1 电子驻车制动系统的相关技术要求18-20
• 2.1.1 国标对驻车制动系统的基本要求18-19
• 2.1.2 电子驻车制动系统的设计要求19-20
• 2.2 具有紧急制动功能的电子驻车制动系统20-22
• 2.2.1 电子驻车制动系统执行机构组成21
• 2.2.2 电子驻车制动系统功能与优点21-22
• 2.3 具有紧急制动功能的电子驻车制动系统执行机构参数设计22-25
• 2.3.1 驱动电机选型22-23
• 2.3.2 减速增力机构选择23-24
• 2.3.3 运动形式转换机构选择24-25
• 2.4 电子驻车制动系统执行机构数学模型25-26
• 2.5 电子驻车制动系统执行机构三维设计26-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 电子驻车制动系统控制器硬件设计28-39
• 3.1 电子驻车制动系统控制器硬件设计28-35
• 3.1.1 EPB控制器硬件总体结构28-29
• 3.1.2 微控制器MCU的选型29-31
• 3.1.3 最小系统设计31-33
• 3.1.4 外围电路设计33-35
• 3.2 串行通信电路设计35
• 3.3 控制器CAN通信接口设计35-36
• 3.4 控制器硬件抗干扰设计36-37
• 3.5 电子驻车制动系统控制器PCB设计37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第4章 电子驻车制动系统控制策略与控制器软件设计39-56
• 4.1 电子驻车制动系统控制策略研究39-46
• 4.1.1 常规制动与智能驻车控制策略39-43
• 4.1.2 常规释放与智能释放控制策略43-46
• 4.2 电子驻车制动系统控制器软件设计46-52
• 4.2.1 软件开发工具简介46-47
• 4.2.2 系统软件总体结构47-48
• 4.2.3 应用层软件设计48-49
• 4.2.4 底层软件设计49-52
• 4.3 电子驻车制动系统控制器试验与控制器功能测试52-54
• 4.3.1 电子驻车制动系统控制器试制52
• 4.3.2 电子驻车制动系统台架介绍52-53
• 4.3.3 控制器CAN通讯测试53-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第5章 系统动力学建模与仿真分析56-73
• 5.1 系统动力学模型56-61
• 5.1.1 整车七自由度动力学模型56-58
• 5.1.2 轮胎模型58-60
• 5.1.3 执行机构AMESim模型60-61
• 5.2 路面附着识别算法61-62
• 5.3 目标滑移率估算算法62-63
• 5.4 紧急情况下滑移率PID控制器设计63-64
• 5.5 紧急情况下滑移率滑模控制器设计64-67
• 5.5.1 滑模控制的基本理论64-65
• 5.5.2 滑模控制器设计65-67
• 5.6 紧急制动情况下的联合仿真与结果分析67-72
• 5.6.1 均一高附路面仿真试验仿真与结果对比分析67-69
• 5.6.2 高附到低附的对接路面仿真试验与结果分析69-70
• 5.6.3 低附到高附的对接路面仿真试验与结果分析70-71
• 5.6.4 连续变附着路面仿真试验与结果分析71-72
• 5.7 本章小结72-73
• 结论73-74
• 参考文献74-77
• 致谢77

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本文编号：663838