汽車能量回饋式制動(dòng)系統(tǒng)原理與控制

序
前言
第1 章　緒論 .. 1
1.1　能量回饋式制動(dòng)技術(shù)發(fā)展背景.. 1
1.2　能量回饋式制動(dòng)系統(tǒng)簡介.. 2
1.2.1　能量回饋式制動(dòng)系統(tǒng)定義.. 2
1.2.2　能量回饋式制動(dòng)系統(tǒng)組成.. 2
1.2.3　能量回饋式制動(dòng)系統(tǒng)原理.. 2
1.2.4　能量回饋式制動(dòng)系統(tǒng)分類.. 2
1.3　能量回饋式制動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)進(jìn)展.. 4
1.3.1　關(guān)鍵技術(shù)..4
1.3.2　摩擦制動(dòng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)研發(fā)進(jìn)展.. 5
1.3.3　 回饋制動(dòng)與摩擦制動(dòng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)研發(fā)進(jìn)展..7
第2 章　能量回饋式制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì).. 9
2.1　能量回饋式制動(dòng)系統(tǒng)總體方案.. 9
2.2　能量回饋式液壓制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)..10
2.2.1　 能量回饋式防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（EABS）的設(shè)計(jì)..10
2.2.2　 能量回饋式車身電子穩(wěn)定控制（EESC）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)..14
2.2.3　 能量回饋式電子液壓制動(dòng)（EEHB）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)..20
2.3　能量回饋式氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)..24
2.3.1　 基于電磁開關(guān)閥的能量回饋式氣壓制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)..24
2.3.2　 基于比例繼動(dòng)閥的能量回饋式氣壓制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)..26
第3 章　常規(guī)制動(dòng)回饋控制策略.. 29
3.1　駕駛員制動(dòng)意圖解析..29
3.2　疊加式回饋制動(dòng)控制策略..30
3.2.1　溫和疊加式制動(dòng)能量回饋策略..30
3.2.2　激進(jìn)疊加式制動(dòng)能量回饋策略..30
3.2.3　 自由行程啟動(dòng)回饋制動(dòng)的疊加式策略..30
3.2.4　 疊加式制動(dòng)能量回饋策略仿真分析..31
3.3　協(xié)調(diào)式回饋制動(dòng)控制策略..32
3.3.1　回饋效率制動(dòng)力分配策略..33
3.3.2　 制動(dòng)踏板感覺制動(dòng)力分配策略..34
3.3.3　 兼顧回饋效率和制動(dòng)踏板感覺的制動(dòng)力分配策略..34
3.3.4　實(shí)車試驗(yàn)..34
3.4　由加速踏板定義回饋制動(dòng)的控制策略..39
3.4.1　加速踏板開度和電機(jī)力矩關(guān)系..39
3.4.2　模擬內(nèi)燃機(jī)制動(dòng)模式..40
3.4.3　輔助制動(dòng)模式..44
3.4.4　 限制前軸電機(jī)回饋制動(dòng)力矩的因素分析..45
3.4.5　試驗(yàn)結(jié)果..47
第4 章　 針對能量回饋式制動(dòng)系統(tǒng)非線性特性的優(yōu)化控制.. 50
4.1　 能量回饋式制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械耦合非線性特征分析..50
4.1.1　回饋制動(dòng)耦合非線性系統(tǒng)模型..50
4.1.2　軸系彈性對回饋制動(dòng)控制的影響..52
4.1.3　齒隙對回饋耦合制動(dòng)控制的影響..56
4.1.4　 耦合非線性對回饋制動(dòng)控制的影響..58
4.2　針對機(jī)械非線性特性的補(bǔ)償控制..60
4.2.1　 針對機(jī)械非線性特性的補(bǔ)償控制目標(biāo)..60
4.2.2　 基于混雜系統(tǒng)理論的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)方法..60
4.2.3　混雜觀測器的設(shè)計(jì)..67
4.2.4　 回饋制動(dòng)耦合非線性主動(dòng)補(bǔ)償控制算法..68
4.2.5　 主動(dòng)補(bǔ)償控制算法仿真驗(yàn)證與分析..72
4.3　 電驅(qū)/ 制動(dòng)系統(tǒng)模式切換過程未知死區(qū)補(bǔ)償控制..77
4.3.1　車輛動(dòng)力學(xué)模型..77
4.3.2　 基于輸出約束有限時(shí)間反步控制的未知死區(qū)補(bǔ)償控制方法..79
4.3.3　臺(tái)架試驗(yàn)..85
4.4　 隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)下協(xié)調(diào)式回饋制動(dòng)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方法.. 88
4.4.1　 包含隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的回饋制動(dòng)系統(tǒng)模型..88
4.4.2　 隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)下協(xié)調(diào)式回饋制動(dòng)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制算法..91
4.4.3　 隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)下液壓與回饋制動(dòng)協(xié)調(diào)控制算法臺(tái)架試驗(yàn)與分析..93
第5 章　防抱死制動(dòng)回饋控制策略.. 95
5.1　 回饋制動(dòng)保守參與防抱死制動(dòng)的控制策略..95
5.2　 基于補(bǔ)償制動(dòng)力矩的防抱死制動(dòng)回饋控制策略..98
5.3　 基于頻率特性轉(zhuǎn)矩分配的防抱死制動(dòng)回饋控制策略.. 102
5.3.1　頻率特性轉(zhuǎn)矩分配策略.. 102
5.3.2　硬件在環(huán)試驗(yàn).. 104
5.4　 考慮傳動(dòng)系統(tǒng)非線性特性的防抱死制動(dòng)回饋控制策略.. 105
5.4.1　 考慮齒隙影響的彈性傳動(dòng)系統(tǒng)下電機(jī)回饋制動(dòng)系統(tǒng)建模.. 105
5.4.2　 考慮非線性特性的防抱死制動(dòng)策略.. 107
5.4.3　仿真分析.. 108
5.5　 基于電機(jī)磁場定向控制的防抱死制動(dòng)回饋控制策略.. 110
5.5.1　電機(jī)回饋制動(dòng)系統(tǒng)建模.. 110
5.5.2　 基于磁場定向控制的電機(jī)回饋制動(dòng)系統(tǒng)控制方法.. 112
5.5.3　仿真分析.. 114
第6 章　液壓制動(dòng)力控制方法..122
6.1　 電磁開關(guān)閥液壓力開環(huán)動(dòng)態(tài)限壓差控制.. 122
6.1.1　 電磁閥“機(jī)- 電- 液”耦合動(dòng)力學(xué)模型.. 122
6.1.2　 電磁閥動(dòng)態(tài)限壓差控制方法機(jī)理分析..125
6.1.3　 限壓差控制模型硬件在環(huán)試驗(yàn)驗(yàn)證.. 127
6.1.4　 電磁閥限壓差控制方法的調(diào)節(jié)特性及規(guī)律..129
6.1.5　 結(jié)構(gòu)參數(shù)對限壓差控制效果的影響..132
6.1.6　 環(huán)境溫度對限壓差控制效果的影響..138
6.2　 電磁開關(guān)閥液壓力閉環(huán)動(dòng)態(tài)限壓差控制..139
6.2.1　 液壓力閉環(huán)限壓差控制方法機(jī)理分析.. 139
6.2.2　 液壓力閉環(huán)限壓差控制算法硬件在環(huán)試驗(yàn).. 141
6.3　電磁開關(guān)閥流量擬線性控制.. 144
6.3.1　 開關(guān)電磁閥數(shù)學(xué)物理模型數(shù)值求解.. 144
6.3.2　 開關(guān)電磁閥高頻PWM 飽和先導(dǎo)流量控制方法.. 150
6.3.3　 高頻PWM 飽和先導(dǎo)流量擬線性控制臺(tái)架試驗(yàn).. 155
6.4　 針對EEHB 的自適應(yīng)增益規(guī)劃閉環(huán)壓力控制.. 157
6.4.1　 自適應(yīng)增益規(guī)劃閉環(huán)壓力控制機(jī)理分析.. 157
6.4.2　 壓力閉環(huán)控制硬件在環(huán)試驗(yàn)及實(shí)車測試.. 159
第7 章　氣壓制動(dòng)力控制方法..166
7.1　氣壓制動(dòng)力控制框架.. 166
7.1.1　基于模型的氣壓開環(huán)控制.. 166
7.1.2　基于壓力反饋的氣壓閉環(huán)控制.. 167
7.1.3　試驗(yàn)研究.. 167
7.2　電磁開關(guān)閥的控制.. 169
7