汽车防抱死制动系统的自抗扰控制研究

汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System,ABS）的作用是确保汽车制动时行驶方向的稳定性、可靠性,但是目前仍存在非线性、时变性以及参数不确定性等问题。为保证汽车制动行驶过程中的操纵稳定性和安全性,进一步实现各工况下防抱死制动系统的优化控制,以影响整车稳定的变量滑移率为研究对象,分析所设计策略的控制效果。搭建汽车动力学模型、制动系统模型、轮胎模型和滑移率模型等主要模型,设计基于滑移率的ABS二阶非线性自抗扰控制器。运用MATLAB/Simulink软件对基于自抗扰控制（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）的ABS制动过程和基于模糊PID控制的ABS制动过程进行仿真,对比研究最佳滑移率、载荷、水泥-冰对接路面、扰动等对制动过程中的轮速、车速以及滑移率等动态性征反映的稳定性和抗扰能力的影响,同时研究其对最终制动距离和最终制动时间反映的制动性能的影响。最后,将自抗扰控制器和模糊PID控制器装配于试验车辆的ABS,进行水泥路面和冰-水泥对接路面制动过程的实车试验。研究结果表明：基于二阶非线性自抗扰控制算法的ABS制动的最终制动距离和最终制动时间更短、制动效果更优,制动过程中的轮速、车速和滑移率在响应速度、稳定性和抗扰能力等方面均更佳;试验结果与仿真结果吻合,证明了仿真模型及其仿真结果的可行性和正确性。