本发明涉及一种制动控制方法，更具体地说，涉及一种试验车主动制动的控制方法。
背景技术：
现有试验车用于实验室汽车性能检测，因其制动结构简单，制动效能差、制动时汽车的方向稳定性不理想。故开发了能精确控制的主动的机械制动装置，将此称为“电机制动装置”。该装置不使用液压装置，因其摩擦损失、泄漏损失等较大，且液压元件制造精度高，对工作条件要求较高，制造成本高。
技术实现要素：
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服上述的不足，提供了一种试验车主动制动的控制方法，采用本发明的技术方案，上层控制器控制是否需要制动以及控制制动是否需要调节，而下层pid控制器根据上层控制器发出的指令进行调节，进而调节试验车制动装置中电机输出扭矩，以达到制动调节的目的，使得制动效果效果达到最佳。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种试验车主动制动的控制方法，其步骤为：
1)设置上层控制器及下层pid控制器，下层控制器以stm32单片机为核心处理器，下层pid控制器，上层控制器用以控制下层pid控制器，下层pid控制器用以控制试验车制动装置内的电机；
2)在上层控制器内设置有二自由度汽车运动微分方程和滑移率计算公式：
二自由度汽车运动微分方程为：
式中β为质心侧偏角，
滑移率计算公式为：
3)使用雷达检测到自车与前车的距离，并将测得的自车与前车的距离输送至上层控制器内；
4)上层控制器对检测到的自车与前车的距离与设定的安全距离进行比较判断，若检测到的距离大于或等于设定的安全距离，则自车照常行驶，若检测到的距离小于设定的安全距离，则控制试验车制动装置工作对自车进行制动，并执行后续步骤；
5)在制动过程中使用轮速传感器实时检测车轮运动速度u，使用横摆角速度传感器测得车辆的横摆角速度w，使用方向盘转角传感器测得车辆的方向盘转角θ，使用轮胎侧偏刚度测量装置测得车辆前轮侧偏刚度cαf和车辆后轮侧偏刚度cαr，使用转动惯量测量装置测得车辆绕z轴的转动惯量iz、车辆前轮转动惯量lf、车辆后轮转动惯量lr；
6)将步骤5)中测得的车辆运动状态参数w、θ、cαf、cαr、iz、lf和lr代入到步骤2)中二自由度汽车运动微分方程内，计算得到车辆质心速度的水平分量vx和车辆质心速度的竖直分量vy，并计算得到的车辆质心速度的水平分量vx和车辆质心速度的竖直分量vy得到车辆质心速度v；
7)将步骤6)中计算得到的车辆质心速度v与轮速传感器检测到的车轮运动速度u代入到步骤2)中滑移率计算公式内，计算得到滑移率；
8)根据步骤7)计算得到滑移率来控制试验车制动装置的工作，当测出的滑移率小于15％-20％的安全范围时，则对下层pid控制器进行调整，增大试验车制动装置内电机输出扭矩，以实现增大制动夹紧力的目的；若测出的滑移率在15％-20％安全范围时，则将试验车制动装置内电机关闭，以实现保持制动夹紧力的目的；若测出的滑移率大于15％-20％的安全范围时，则对下层pid控制器进行调整，减小试验车制动装置内电机输出扭矩，以实现减小制动夹紧力的目的；
9)将步骤5)中测得的车轮运动速度u与理想轮速值做差，并将差值输入到步骤8)中调整好的下层pid控制器内进行处理，处理后结果用以对试验车制动装置内电机进行调控。
更进一步地，所述的步骤4)中试验车制动装置包括电机，所述的电机的输出轴与减速器的输入端相连，减速器的输出端通过联轴器与动力输入轴的一端相连，动力输入轴的另一端伸入箱体内与主动锥齿轮固连；所述的主动锥齿轮的两侧均设置有与主动锥齿轮的从动锥齿轮，每个从动锥齿轮均套装在动力输出轴的一端上，动力输出轴的另一端通过联轴器与丝杆相连，丝杆支撑在箱体内；所述的丝杆上套装有螺母套，该螺母套前端安装有用以对车轮进行制动的制动结构。
更进一步地，所述的螺母套内设置有限位弹簧，该限位弹簧的一端抵在螺母套底部，限位弹簧的另一端抵在丝杆上。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种试验车主动制动的控制方法，其上层控制器控制是否需要制动以及控制制动是否需要调节，而下层pid控制器根据上层控制器发出的指令进行调节，进而调节试验车制动装置中电机输出扭矩，以达到制动调节的目的，使得制动效果效果达到最佳；
(2)本发明的一种试验车主动制动的控制方法，其试验车制动装置结构简单，连接方便，操作方便，且制造成本低，而采用锥齿轮传动，传递效率高、摩擦阻力小、瞬时传动比精确、传递扭力大，传动稳，降低了噪音，适合高速传递；
(3)本发明的一种试验车主动制动的控制方法，其螺母套内设置有限位弹簧，该限位弹簧的一端抵在螺母套底部，限位弹簧的另一端抵在丝杆上，设置有限位弹簧，能够控制丝杠的运动范围，同时增大扭矩，大大增加了传递效率，提高了安全性。
附图说明
图1为本发明的一种试验车主动制动的控制方法中试验车制动装置的结构示意图。
示意图中的标号说明：1、电机；2、减速器；3、动力输入轴；4、联轴器；5、箱体；6、主动锥齿轮；7、从动锥齿轮；8、动力输出轴；9、丝杆；10、螺母套；11、限位弹簧。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
结合图1，本实施例的一种试验车主动制动的控制方法，其步骤为：
1)设置上层控制器及下层pid控制器，下层控制器以stm32单片机为核心处理器，下层pid控制器，上层控制器用以控制下层pid控制器，下层pid控制器用以控制试验车制动装置内的电机；
2)在上层控制器内设置有二自由度汽车运动微分方程和滑移率计算公式：
二自由度汽车运动微分方程为：
式中β为质心侧偏角，
滑移率计算公式为：
3)使用雷达检测自车与前车的距离，并将测得的自车与前车的距离输送至上层控制器内；
4)上层控制器对检测到的自车与前车的距离与设定的安全距离进行比较判断，若检测到的距离大于或等于设定的安全距离，则自车照常行驶，若检测到的距离小于设定的安全距离，则控制试验车制动装置工作对自车进行制动，并执行后续步骤，其中试验车制动装置包括电机1，电机1的输出轴与减速器2的输入端相连，减速器2的输出端通过联轴器4与动力输入轴3的一端相连，动力输入轴3的另一端伸入箱体5内与主动锥齿轮6固连；所述的主动锥齿轮6的两侧均设置有与主动锥齿轮6的从动锥齿轮7，每个从动锥齿轮7均套装在动力输出轴8的一端上，动力输出轴8的另一端通过联轴器4与丝杆9相连，丝杆9支撑在箱体5内；所述的丝杆9上套装有螺母套10，该螺母套10前端安装有用以对车轮进行制动的制动结构，结构简单，连接方便，操作方便，且制造成本低，电机正转带动动力输入轴3转动，进而带动主动锥齿轮6与从动锥齿轮7之间相互啮合转动，而从动锥齿轮7转动通过动力输出轴8带动丝杆9转动，丝杆9转动使得螺母套10相向车轮的方向移动，进而使得制动结构夹住车轮进行制动，而制动结构包括制动盘、制动钳和摩擦块，制动盘、制动钳摩擦块以及车轮之间具体连接为现有技术，在此就不在赘述了；螺母套10内设置有限位弹簧11，该限位弹簧11的一端抵在螺母套10底部，限位弹簧11的另一端抵在丝杆9上，设置有限位弹簧11，能够控制丝杠9的运动范围，同时增大扭矩，大大增加了传递效率，提高了安全性；
5)在制动过程中使用轮速传感器实时检测车轮运动速度u，使用横摆角速度传感器测得车辆的横摆角速度w，使用方向盘转角传感器测得车辆的方向盘转角θ，使用轮胎侧偏刚度测量装置测得车辆前轮侧偏刚度cαf和车辆后轮侧偏刚度cαr，使用转动惯量测量装置测得车辆绕z轴的转动惯量iz、车辆前轮转动惯量lf、车辆后轮转动惯量lr；
6)将步骤5)中测得的车辆运动状态参数w、θ、cαf、cαr、iz、lf和lr代入到步骤2)中二自由度汽车运动微分方程内，计算得到车辆质心速度的水平分量vx和车辆质心速度的竖直分量vy，并计算得到的车辆质心速度的水平分量vx和车辆质心速度的竖直分量vy得到车辆质心速度v；
7)将步骤6)中计算得到的车辆质心速度v与轮速传感器检测到的车轮运动速度u代入到步骤2)中滑移率计算公式内，计算得到滑移率；
8)根据步骤7)计算得到滑移率来控制试验车制动装置的工作，当测出的滑移率小于15％-20％的安全范围时，则对下层pid控制器进行调整，增大试验车制动装置内电机输出扭矩，以实现增大制动夹紧力的目的；若测出的滑移率在15％-20％安全范围时，则将试验车制动装置内电机关闭，以实现保持制动夹紧力的目的；若测出的滑移率大于15％-20％的安全范围时，则对下层pid控制器进行调整，减小试验车制动装置内电机输出扭矩，以实现减小制动夹紧力的目的；
9)将步骤5)中测得的车轮运动速度u与理想轮速值做差，并将差值输入到步骤8)中调整好的下层pid控制器内进行处理，处理后结果用以对试验车制动装置内电机进行调控。
本发明的一种试验车主动制动的控制方法，上层控制器控制是否需要制动以及控制制动是否需要调节，而下层pid控制器根据上层控制器发出的指令进行调节，进而调节试验车制动装置中电机输出扭矩，以达到制动调节的目的，使得制动效果效果达到最佳。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。