1、机电工程学院毕业设计外文资料翻译设计题目: ZQ1080型商用车制动系设计 译文题目: 基于使用DTFC最优滑动控制的 新型混合防抱死制动系统电动汽车 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 正文：外文资料译文 附 件：外文资料原文 指导教师评语： 签名： 年 月 日27正文：外文资料译文文献出处：国际科学26.1(Jan-Mar 2014): 197-203.基于使用DTFC最优滑动控制的新型混合防抱死制动系统电动汽车Sharifian, Mohammad Bagher Bannae;Yousefi, Babak;Ebadpour, Mohsen（伊朗大不里士大学，电气和计算机工程学院
2、）摘要：一辆汽车的制动性能是汽车安全的一个重要因素。一个成功设计的制动系统的车辆必须满足不同的需求，迅速减少车速和维护方向稳定性。事实证明，转速和车速在一定的比例范围内，制动力最大。当代，制动系统的主要功能就是防抱死制动系统(ABS)。首先是阻止车轮锁止，第二处于理想滑动。在本文中该方法结合的原则应用于ABS、电气制动系统和由两个机械和电气部分组成。模拟转矩控制和滑移控制系统设计利用MATLAB / Simulink软件已经完成。为了证明在可变化性和比较小附着系数的道路上，提出的制动系统的高性能，传统的刹车所面临的问题。该方法的可靠性已经得到证实。关键词：混合动力电动汽车(HEVs)；防抱死制
3、动系统(ABS)；直接转矩和磁通控制(DTFC)；滑动控制引言近几十年来，相关的研究和开发活动交通一直强调发展高效、清洁、安全的交通工具。通常建议电动车(EVs)、混合动力电动汽车(HEVs)和燃料电池汽车在不久的将来取代传统汽车。人们对混合动力电动汽车日益增长兴趣是由于这一事实：在低速电动汽车和高速柴油机都可以高性能工作。除了高效的电机由于发电机这些机器的功能,他们节约电力的能力 1-3。在电动汽车或混合动力电动汽车，都可以使用电机制动。车轮制动过程中，锁止是对车辆的稳定性造成负面影响。另一方面，它还危害乘客的生命。那就是为什么今天是很常见的使用汽车防抱死系统4。安装防抱死制动系统(ABS)
4、的车辆的目的是保持在一定范围内，以确保车轮滑移最大制动力，减小制动距离。此外，它直接增加制动力和侧向摩擦力，帮助维持车辆稳定5。在每个轮子上通过应用传感器和使用四个调节器石油龙头来调整制动力将在ABS获得最好的制动状态。在6，提出了一种方法来优化石油阀门的开启和关闭来计算合适的机油压力在每个轮子上的最少时间。有另一种类型的电气制动只适合普通事故，称为再生制动。再生制动过程中部分动能转化为电能。这种制动器使用低可靠性的传统的制动器 7-9。在防抱死制动系统(ABS)中，由于各种各样的压力，制动管、变附着系数的道路及其依赖速度，道路弯曲不同轮滑移值和其他参数，滑移的计算方法非常重要。在10，通过使
5、用一个反馈，控制循环已经形成衡量动态滑动率。通过李雅普诺夫理论策略开启和关闭阀门的油压控制提出了控制滑移。基于智能技术可以使用算法。在11，ABS系统提供检测路况和滑移控制。为了估计摩擦和道路外形，LuGre模型已经使用。然后，应用一种基于模糊神经网络的估计量。在一些报纸中，估计滑移率是根据灰色模型和由滑模控制器(SMC)证实了它们的准确性。在这些方法中，滑移估计值要结合最优滑移调节器12。有一些方法，以提高车辆稳定性原理类似于ABS的原则。在13，基于模糊逻辑的方法来控制偏航和横向滑动。在这种方法中，在高速车辆的后方马达通过安装控制器来控制横向稳定性。 在本文中，获得最大利用机械制动器制动力
6、，在同一时间利用恒力和电气制动的可能性来调整滑移是目的。考虑到制动力依赖于道路状况，提高车轮制动力矩导致车轮抱死，从而导致制动力降低大约30%和100%的侧向稳定性。在提出的方法中,通过从车轮滑动得到反馈，它的数量是固定在最优数量(通常0.2)获得最大制动力。此外，一些其他问题，ABS系统在结冰或尘土飞扬的道路上，一直有影响。一、制动力的原则当车辆匀速前进，速度正比于车轮速度并且车轮没有滑动。但当司机按下制动踏板降低速度时，车轮速度逐渐减少，车身的比例也被毁坏。应该指出，在这种情况下由于惯性力，车身倾向于移动。因此，在车轮与路面之间形成一个小坡度。车轮速度和车速之间的差异表示滑移量。滑移率计算
7、如下：=(Vv-Vw)/Vv (1)在等式(1)中，参数Vv和Vw分别表示车速和车轮速度。0%的滑移率显示了轮自由滑动，没有任何障碍，100%的滑移率显示模型在路上完全锁止和轮下滑。通过增加车轮速度和车速之间的区别，车轮和路面之间的滑移太高了。这引起摩擦和制动力，进而车速降低。制动力和滑移率关系图1所示。制动力并不总是与滑动率有关。然而，当10 - 30%之间的滑移率，获得的最大制动力14。图1 制动力和滑移率关系图二、最优制动力的分配按下制动踏板时，制动盘上创建一个制动转矩。这种制动力矩在车轮和接触的地面之间产生一个力。如果这个力大于最大制动力矩，它将使车辆停止。制动力及其最大值可以得到如下
8、：Fb=Tb/rd (2)Fbmax=Ub*w (3)在方程(2)和(3),，Tb、rd、参考转矩、有效半径分别为轮子的速度。Hb是道路和车轮的附着系数和滑移率变化。可获得最大数值(1520)的比例下滑。制动力随着制动力矩的增加而增加。如图2所示，当制动功率达到最大可容忍的路轮，其值仍然几乎是不变的14。在道路和轮子之间最大可实现的制动力是依赖/ ib和车重。图2 a)制动时车轮受力图 b)转矩和制动力关系图三、制动力之间的前后轴在平坦道路上车力如图3所示。转向盘和气动抗性被忽视，是由于他们与制动力相比其值小。负加速度的车辆，制动模式定义为j可以容易得到：j=(Fbf+Fbr)/Mv (4)F
9、br和Fbf分别表示制动力作用于前后车辆的轮轴。最大制动力被限制是由于轮路间的粘附系数和每个轮子的机械负载荷。因此，从制动力矩获得的制动力应正比前后轮轴的负载。结果，前后轮轴同时实现他们的最大制动力。忽视了在制动期间从后轴到前轴的整体移动，轮子的重量在前后轮轴接触点图3 A和B可以计算(5)和(6)4。Wf=Mv*g*(Lb+hg*j/g)/L (5) Wr=Mv*g*La-hg*j/g/L (6)图3 前后轮轴受力分布图此外，在前、后轴制动力的值应该等于重量的名义值。所以：Fbf/Fbr=Wf/Wr=(Lb+hg*j/g)/(La-hg*j/g) (7) (7)(4)相比，在理想的制动，前后
10、轮轴的制动力图4所示，j是车辆在道路上的最大负加速度。图4 理想制动力分配图（I-curve）根据图4，理想制动力分配曲线命名I-curve是非线性双曲线。同时锁定前轮和后轮，前后轮轴的制动力应遵循I-curve。在实际设计中，这些力和他们的比率被认为是线性和定义前轴的制动力与总制动力的比例。根据(8)。=Fbf/Fbr (8)图5显示了理想和实际制动曲线14。图5表明，这些曲线相交与一点，在这一点上前轮和后轮同时被锁止。这一点似乎为一定值的附着系数Ho，可以从以下公式计算：Fbf/Fbr=/(1-) (9) /(1-)=(Lb+hg*j/g)/(La-hg*j/g) (10)u0=(L*-L
11、b)/hg (11)制动时，ia小于Ho(一个地区曲线在I-curve之下)，前轮比后轮提前锁止，反之亦然。当后轮首先锁止时，车辆失去方向稳定性和后轮的横向稳定性降低为零。在这种情况下，一个小侧向力像风力或离心力等将会导致侧向不稳定。车辆将旋转90，然后180度脱离道路。另一方面，制动时前轮被锁止，司机将失去控制车辆前进方向，将无法有效控制车辆。然而，这并不意味着不稳定是完全发生。因此，前轴自控力从而防止侧向不稳定14。图5 理想实际制动曲线图根据这些讨论，似乎后轮的锁止更危险，尤其是在小道路。因为在这样的道路上，制动力逐渐减少，动能逐渐降低。所以，状况不稳定、车辆本身变得更远。因此，汽车设计
12、必须首先保证后轮不锁止。由于限制，产生的转矩和牵引电机的供应用于电动汽车和很多不同ja0。图6所示，电气和机械转矩比根据路滑条件可以调整。如图6所示，例如在冷冻条件下，扭矩为200 N.m和有关电气制动电机功率值的定义。Ho越电气部分总比，其值会越高14。图6 u在不同条件下的分布图四、直接转矩和磁通控制(DTFC)直接转矩控制来源于重构磁通量的直接控制，而且比磁通量矢量控制其实现容易。磁通和转矩通常由磁滞控制器控制。由PWM调制器造成的延误在这个方法可以削减并且PWM调制器可以进行替换为一个最优切换技术。传统转矩控制方法的总结在表中提出了。本文提出的方法是一个商业名称叫做DTFC技术使牵引电
13、机自我控制。该方法首先提出了感应电动机由PWM电压源控制，开发成一个控制扭矩的矢量，应用于交流电机由电压或电流源逆变器提供的。事实上，基于定子磁通矢量的大小、转矩误差及其数量和矢量的定子磁通在每6个活跃状态 (或12个状态)，某一电压向量 (或电压向量的组合) 直接或有特定的时间表适用于逆变器。为了计算磁通、定子转矩的大小和相位误差对应的值应该估计。因此，一个合适的转矩和磁通估计量或者速度传感器直接控制的磁通量向量和DTFC（磁通控制）是必要的。DTFC法和直接矢量控制的基本框图图7所示。图7 a)直接磁通量控制图 b)直接转矩控制图图7所示，DTFC是一种直接电流矢量控制。两种控制策略，图7所示需要磁通和转矩的观察器。然而，直接转矩控制和定子磁通控制具有良好的精度。因此用直流电流设计PI控制器不是必需的。以及开环PWM用于该方法被一个最佳的转换表代替了。这些简化意味着DTFC只使用磁通、扭矩和速度观测器控制电机。此外，定子磁通作用的DTFC和不需要转子磁通从而导致控制系统更简单。虽然动态特性图7所示的方法都是一样的,直接矢量控制一般缓慢是由于转子磁通分析的必要。
