1、 摘要摘要 防抱死制动控制系统（ABS）是在传统制动系统的基础上采用智能控制技术， 在制动时自动调节制动力防止车轮抱死，充分利用道路附着力，提高制动方向稳 定性和操纵稳定性，从而获得最大制动力且缩短制动距离，尽可能地避免交通事 故发生的机电一体化安全装置。 本文根据防抱死制动控制系统的工作原理，应用汽车单轮运动的力学模型, 分析了制动过程中的运动情况。 采用基于车轮滑移率的防抱控制理论， 根据车速、 轮速来计算车轮滑移率。以 MSP430F149单片机为核心，完成了输入电路、输出 驱动电路及故障诊断等电路设计， 阐述了 ABS 系统软件各功能模块的设计思想和 实现方法，完成了 ABS 检测软件
2、、控制软件的设计。 课题所完成的汽车防抱死制动控制系统己通过模拟试验台的基本性能试验， 结果表明： 汽车防抱死制动控制系统的硬件电路设计合理可行，软件所采用的 控制策略正确、 有效，系统运行稳定可靠，改善了汽车制动系统性能，基本能 够满足汽车安全制动的需要。 本文对汽车防抱死制动系统进行了数学建模，并在 Matlab/Simulink 的环 境下，对汽车常规制动系统和基于 PID 控制器的防抱死制动系统的制动过程进 行了仿真，通过对比分析，验证了基于 PID 控制器的汽车防抱死制动系统具有 良好的制动性能和方向操纵性。 关键词：关键词： 防抱死制动系统 （ABS） ；滑移率；控制策略；单片机；
3、建模；仿 真； 1 一、电控防抱死系统分类一、电控防抱死系统分类 电控防抱死制动系统（电控防抱死制动系统（ABSABS）的分类）的分类 1）按控制方式分可分为单参数控制和双参数控制（ABS） （1）单参数控制（ABS） 它以控制车轮的角减速度为对象，控制车轮的制动力，实现防抱死制 动，其结构主要由轮速传感器、控制器(电脑)及电磁阀组成。 （2）双参数控制（ABS） 双参数控制的 ABS，由车速传感器(测速雷达)、轮速传感器、控制装 置(电脑)和执行机构组成。 其工作原理是车速传感器和轮速传感器，分别 将车速和轮速信号输入电脑，由电脑计算出实际滑移率，并与理想滑移率 15%20%作比较，再通过电
4、磁阀增减制动器的制动力。 2）控制通道 对能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。独立控制是指 某个车轮的制动压力占用一个控制通道可以单独进行调节；一同控制是指 两个车轮的制动压力是一同进行调节的。高选原则一同控制是指保证附着 力较大的车轮不发生制动抱死或驱动防滑为原则进行制动压力调节；反之， 称为低选原则一同控制。 按控制通道数分可以分为：四通道 ABS 系统、三通道 ABS 系统、双通 道 ABS 系统与单通道 ABS 系统。 （1）四通道 ABS 系统（如图 1） 图 1 四通道四传感器 ABS (a)双制动管路前后布置(b)双制动管路对角布置 组成：四个轮速传感器，在通往四个车
5、轮制动分泵的管路中，各设 一个制动压力调节分装置，分别对各个车轮进行独立控制。 2 优点：附着系数利用率高，制动时可以最大限度地利用每个车轮的 最大附着力。 适用：汽车左右两侧车轮附着系数相近的路面，不仅可以获得良好 的方向稳定性和方向操纵能力，而且可以得到最短的制动距离。 缺点：如果汽车左右轮附着力相差较大，如：行驶在附着系数对分 的路面上或汽车两侧垂直载荷相差较大时，制动时两个车轮的地面制动力 就相差较大，因此会产生横摆力矩，使车身向制动力较大的一侧跑偏，不 能保持汽车按预定方向行驶，会影响汽车的方向稳定性，一般驾驶员修正 有些困难。 结论：在具有驱动防滑转(ASR)功能时采用四通道式。
6、（2）三通道 ABS 系统（如图 2） 图 2 三通道 ABS (a)三通道四传感器 ABS （对角布置）(b)三通道四传感器 ABS （前后布置）(c) 三通道三传感器 ABS 结构：四个轮速传感器或三个轮速传感器。一般三通道 ABS 是对两 前轮进行独立控制，两后轮按低选原则进行一同控制，也称它为混合控制。 图 2-(a)所示适用前轮驱动汽车及按对角布置的双管路制动系统。 该 系统中虽然在通往四个车轮制动分泵(轮缸)的制动管路中，各设置一制动 压力调节分装置，但两个后轮制动压力调节分装置却是由电子控制器按低 选原则一同控制的，因此，实际上仍然是三通道 ABS。 图 2-(b)(c)所示适用后轮驱动汽车及按前后布置的双管路制动系 统。在通往两后轮制动分泵(轮缸)的制动总管路中，只设置一个制动压力 调节分装置，以便对两后轮制动分泵的制动压力进行一同控制。由于三通 道 ABS 对两后轮进行一同控制，对于后轮驱动的汽车，也可以在传动系统 中(如主减速器或变速器中)只设置一个
