基于电流变效应的汽车ABS的MATLABSimulink仿真.pdf
文本预览下载声明
l墨,皇昌留墨I互互E害,重E茎盈 型重些堡』≯
杨坤全,陈淑梅,陈小梅
(福州大学机械工程及自动化学院,福建福州 350002)
摘要:箍着汽鞔业的发展,社会汽车保有量的不断增加,人们对汽车的行车安全性越来越霞视,对汽车防抱死装置(ABS)的
要求也越来越高。本文利用电流变液所具有的特性,巧妙的将其与ABS结合起来,提出了一种新型的制动模型,并结合模糊控制
方法,利崩MATLAB软件进行了仿真控制。
关键词:电流变效应;ABS;模糊控制
中图分类号:U463.526I’P391.7文献标识码:A 文章编号:1009—9492(2009)02枷13-03
l电流变效应的机理 ,r=1州+L(E)sgn(7)
电流变液是一种新型的智能材料,它是用不导电的母 式中:Tt(E)为电流变液的屈服剪应力,与外加电场
液和均匀散布在其中的固体电介质颗粒所制成的悬浮体。 强度E有关;qo为电流变液的表观粘度,一般随电场强度
用作母液的常为硅油和矿物油等。用作固体颗粒的可以是 E的变化较小,可近似认为不变。
无机非金属材料,有机半导体材料或高分子半导体材料。 电流变制动器能否实现其制动功能。关键在于是否有
在电场的作用下,电流变液会形成一束由固体电介质颗粒 能够产生足够强的剪切应力的电流变液体。由文献可知,
组成的纤维状的“链”,横架于正负二极之间。这是由于 目前研发出来的电流变液的最大屈服应力达到130kPa【2】,
电介质颗粒在电场中极化之后,其相互之间作用力增强并 能够满足汽车制动的要求。采用电流变液体制成的制动器
通过链从电极的一端传到另一端的缘故。这样电流变液在 结构简单,容易控制,只要通过调节电压的大小就可以控
电场的作用下就从流动性好且具有一定粘滞度的牛顿流体 制输出制动力矩的大小,从而改善防抱死控制过程的控制
转变为有一定剪切屈服应力的粘塑性体(既所谓的“硬 性能。
化”),随着电场的加强,这种剪切屈服应力还会有相应的
2车辆动力学模型
提高。这种特性称之为电流变效应。
2.1单轮车辆模型
电流变效应具有以下几个固有特性…:
本文重点是对电流变液体在汽车ABS上应用效果的研
1)在电场作用下,液体的表观粘度或剪切应力能有
究,故采用简化的单轮模型,如图l所示。
明显的突变。可在毫秒瞬间产生相当于从液态属性到固态
假设汽车有四个车轮,汽车质量均匀分布在每个车轮
属性间发生变化;
上。研究对象包括四分之一的汽车模型和四分之一的轮胎
2)这种变化是可逆的,即一旦去掉电场,可回复到
原来的液态;
3)这种变化是连续和无极的,即在液一固、固一液的
变化过程中,表观粘度或剪切应力是无级连续变化的;
4)这种变化是可控制的,并且控制变化的方法简单,
只需加一个电场,虽然电压较高,但电流很小,因此对其
控制属于信号控制,容易实现与计算机的结合,进行自动
控制。
根据电流变液的上述特性,在实验基础上可建立电流
变液剪切应力下与剪切速率1关系的Bingham模型:
悯嗍Ⅲ8埘埘[二工[口
万方数据
(:磊;釜些堕皇些E墨,置宙巴墨I雹墨l:j臣l:盈
模型。制动时,汽车和车轮受力如图l所
A
示。汽车在水平地面上沿直线前行,当开
始制动时,电流变液体在电场作用下,所
显示全部