毕业设计（论文） 电子机械式制动系统控制器的软硬件设计.doc

电子机械式制动系统控制器的软硬件设计
摘要
本文研究分析了直接影响汽车行驶安全性能的汽车制动系统的重要组成部分, 阐述了以油或空气作为传力介质的传统制动系统必将被全电的制动系统———线控制动系统所取代, 线控制动系统是未来制动系统的发展方向。提出了车轮EMB控制系统的结构及总体方案,并进行了电子机械制动系统(EMB)控制器电路的设计及运用matlab/simulink数值仿真软件建立了电子机械式制动系统的模型,并对电子机械制动系统的制动性能在simulink上进行了仿真,对比国标要求进行了分析,证实了电子机械式制动系统的可行性和应用前景。
关键词:电子机械式制动系统(EMB),控制器,仿真,simulink 。
第一章:绪论
汽车电子机械式制动系统的研究意义
汽车电子机械式制动系统的发展历史及现状
汽车电子机械式制动系统的基本原理
汽车电子机械式制动系统的组成
汽车电子机械式制动系统的开发方法
本文主要研究内容
第二章:电子机械式制动系统的模型的建立及仿真
整车简化动力学模型
轮胎动力学模型
路面附着系数模型
机械执行机构模型
电动机模型
行星齿轮减速器的动力学建模
第三章电子机械制动系统制动力的PID控制
第四章电子机械制动系统控制器的设计


第一章:绪论
电子机械制动系统(ElectromechanicalB rakingSystem),简称为EMB,与常规的液压制动系统截然不同。随着人们对制动性能要求的不断提高,防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS),电子稳定性控制程序(ESP)、主动避撞技术(ACC)等功能逐渐融入到制动系统中,越来越多的附加机构安装于制动线路上,这使得制动系统结构更加复杂,也增加了液压回路泄漏的隐患以及装配、维修的难度。因此结构更简捷、功能更可靠的电子机械制动系统(EMB)最终取代传统的液压制动系统已经成为汽车行业的共识。
汽车电子制动系统的研究意义
自1886年汽车诞生至今,汽车在给人们生活带来方便的同时,也带来了一系列问题。因此,“安全,节能,环保”成为汽车未来发展的三大主题,制动系统作为直接影响汽车行驶安全的重要组成部分,一直就是人们研究的热点课题。
EMB以电能作为能量来源,由电机驱动制动垫块,由电线传递能量,数据线传递信号,它是线制动系统(Brake-by-wire)的一种形式。电子机械制动是一种全新的制动理念,它简洁的结构、高效的性能极大地提高了汽车的制动安全性。相对传统的液压制动系统,EMB具有以下主要优点。
a. 机械连接少,没有制动管路,结构简洁,体积小。
、柔和
,反应灵敏,“路感”好。
d. 传动效率高,节省能源。
e. 电子智能控制功能强大,可以通过修改ECU中的软件,配置相关的参数来改进制动性能,易于实现ABS, TCS, ESP, ACC等功能。
f. 模块式结构更加整体化,装配简单,维修方便。
9. 利于环保,没有液压制动管路和制动液,不存在液压油泄漏的问题,EMB系统没有不可回收的部件,对环境几乎没有污染
正是因为EMB具有以上优点,弥补了传统制动系统的缺点及局限性。总之,与传统制动系统相比,EMB符合汽车的模块化,集成化,机电一体化的发展方向。虽然目前尚未有比较完善,量产的产品,但在国内外各大汽车厂商和高校的大力研发下,EMB必然会在不久的将来取代传统的制动系统,因此对EMB进行研究具有重大意义。
汽车电子制动系统的发展历史及现状
历史上,EMB首先应用在飞机上,现在正处于向汽车领域应用的研究和改进阶段。EMB与常规的液压制动系统截然不同,它的供能、执行和控制机构全部需要重新设计,特别是执行机构,由电机驱动,要实现将转动转化为平动、减速增矩等功能,是EMB中机械零件集中的部分。从20世纪90年代起,一些著名的汽车电子零部件厂商陆续开始了与EMB相关的研究,从发表的专利来看,现在Bosch,Siemens和Continental Teves公司已经取得了部分研究成果,但仍然只是处于研制试验阶段,并无批量装车产品进人市场,只有部分研究人员做过一些系统仿真、装车试验等工作, 申请的专利也比较零散。在国内, 目前也只有清华大学,吉林大学,北京理工大学,武汉理工大学和同济大学刚刚开始了一些对电子机械制动系统的研究。
汽车电子机械式制动系统的基本原理
汽车电子机械式制动系统的基本原理如下图所示:
制动指令
踏板模拟器
车数信号
制动系统控制器
功率驱动电路
电机
机械执行机构
电流反馈
转子位