一种汽车abs的双模糊控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车ABS的双模糊控制方法，其采用“双模糊控制”策略，首先，通过采集信号及计算获得汽车的滑移率、车轮角加速度、滑移率误差及滑移率误差变化率，并把滑移率误差及滑移率误差变化率作为其中一组模糊控制输入量，滑移率及车轮角加速度作为另一组模糊控制输入量；然后，对这两组模糊控制输入量进行模糊量化、模糊推理、模糊判决以获得两个模糊控制输出量；最后，通过对这两个模糊控制输出量进行合并以获得总模糊控制输出量，控制系统以该总模糊控制输出量作为最终的制动油压状态量来控制执行器调节制动油压的状态，从而使汽车获得良好的制动稳定性。本发明能够提高控制的定位精度和控制效果，以充分发挥汽车的制动性能。
【专利说明】—种汽车ABS的双模糊控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车电子控制技术的领域，特别涉及一种汽车ABS的双模糊控制方法。
【背景技术】
[0002]汽车制动防抱死系统(ABS)能显著改善汽车制动过程中的制动性、稳定性和可操作性，提高汽车的主动安全性，减少因紧急制动时的甩尾和不能转向导致的交通事故。目前，由于汽车运行的环境条件、道路条件及车况性能差别很大，同时汽车制动时的数学模型不能精确建立，使得经典控制理论的控制不能取得最佳的效果。而模糊控制属于智能控制，可以实现非线性控制，无须为对象建立确切的数学模型，具有较好的鲁棒性和灵活性。模糊控制方法主要有两种，一种是以滑移率误差及其变化率作为模糊控制参数；另一种是以滑移率和车轮角加速度作为模糊控制参数。由于滑移率是由轮速和车速计算得来，而车速(即轮心速度)是估算而来的，因此单从滑移率误差及其变化率来控制目标变量会存在一定的缺陷，而基于滑移率和角加速度的模糊方法，虽然引入了计算相对准确的车轮角加速度作为控制参数，但其只考虑滑移率的大小而忽略了滑移率变化信息，不便于迅速追踪最佳滑移率。
[0003]公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种汽车ABS的双模糊控制方法，其把以滑移率误差及其变化率作为模糊控制参数获得的输出量与以滑移率和车轮角加速度作为模糊控制参数获得的输出量进行结合，以提高控制的定位精度和控制效果，并最大限度地发挥汽车的制动性能。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种汽车ABS的双模糊控制方法，其中，包括以下步骤:(一)采集信号:利用车速传感器和轮速传感器获取汽车行驶、制动过程中的车速和轮速信号，并通过计算得到汽车制动过程中的滑移率、车轮角加速度、滑移率误差及滑移率误差变化率；(二)模糊量化:把获得的滑移率、车轮角加速度、滑移率误差以及滑移率误差变化率作为模糊控制输入量，利用隶属函数模糊量化以获得四个对应的模糊输入量；(三)模糊推理:对上述获得的四个模糊输入量根据模糊控制规则进行模糊推理，以获得对应的模糊输出量，其中，基于对滑移率误差以及滑移率误差变化率的两个模糊输入量进行模糊推理获得的模糊输出量为第一模糊输出量，基于对滑移率及车轮角加速度的两个模糊输入量进行模糊推理获得的模糊输出量为第二模糊输出量；(四)模糊判决:对上述的第一模糊输出量及第二模糊输出量进行模糊判决，以对应地获得第一模糊控制输出量及第二模糊控制输出量；(五)合并模糊控制输出量:将上述获得的第一模糊控制输出量及第二模糊控制输出量进行合并，以获得总模糊控制输出量，并把该总模糊控制输出量作为最终的制动油压状态量；(六)控制系统根据最终的制动油压状态量来控制执行器调节制动油压的状态，使制动油压处于增压、保压或减压状态，从而使汽车获得良好的制动稳定性。
[0006]优选地，上述技术方案中，所述滑移率误差和滑移率误差变化率的模糊语言值分别为:{NB(负大)，NS (负小)，ZE(零)，PS(正小)，PB(正大)}及{NB(负大)，NM(负中)，NS (负小)，ZE (零)，PS (正小)，PM(正中)，PB (正大)};所述滑移率和车轮角加速度的模糊语言值分别为:{ZE(零)，S(较小)，M(适中)、L(很大)}及{NB(负大)，NS(负小)，ZN(负较小)，ZE (零)，ZP (正较小)，PS (正小),PB (正大)}。
[0007]优选地，上述技术方案中，所述滑移率误差的隶属度函数采用ZMF、TRMF和SMF函数，所述滑移率误差变化率的隶属度函数采用TRMF函数；所述滑移率的隶属度函数采用TRAPMF和TRMF函数，车轮角加速度的隶属度函数采用TRMF函数。
[0008]优选地，上述技术方案中，所述第一模糊控制输出量及第二模糊控制输出量的模糊语言值均为:{JY(减压)，BY(保压)，ZY(增压)}。
[0009]优选地，上述技术方案中，采取权重结合的方法对所述第一模糊控制输出量及第二模糊控制输出量进行合并，以获得所述总模糊控制输出量。
[0010]优选地,上述技术方案中，在权重结合的方法中，所述第一模糊控制输出量在所述总模糊控制输出量中所占的比例范围为0.6-0.8。
[0011]优选地，上述技术方案中，用连续论域[-1，1]转化为所述制动油压状态量的减压、保压和增压三个状态量，具体转化方法为:把在-1至-0.2范围内的值转化为减压状态，把在-0.2至0.2范围内的值转化为保压状态，把在0.2至I范围内的值转化为增压状态。
[0012]优选地，上述技术方案中，采用一个总控制器来进行双模糊控制，该总控制器包括两个双输入单输出结构的模糊控制器，其中一个模糊控制器的两个模糊控制输入量为滑移率误差及其变化率，另一个模糊控制器的两个模糊控制输入量为滑移率和车轮角加速度，该总控制器把所述两个模糊控制器的模糊控制输出量进行合并后获得所述总模糊控制输出量。
[0013]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:本发明以滑移率误差及其变化率作为模糊控制输入量获得的第一模糊控制输出量，以滑移率和车轮角加速度作为模糊控制输入量获得的第二模糊控制输出量，然后把这两个模糊控制输出量进行结合获得制动油压状态量，以提高控制的定位精度和控制效果，并充分发挥汽车的制动性能。且本发明通过权重结合的方法合并这两个模糊控制输出量以获得总模糊控制输出量，第一模糊控制输出量在总模糊控制输出量中所占的比例范围为0.6-0.8，其使汽车制动平稳可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]附图1是根据本发明一种汽车ABS的双模糊控制方法的流程图；
[0015]附图2是根据本发明的滑移率误差e的模糊论域划分及隶属函数的设计图；
[0016]附图3是根据本发明的滑移率误差变化率ec的模糊论域划分及隶属函数的设计图；
[0017]附图4是根据本发明的滑移率s的模糊论域划分及隶属函数的设计图；
[0018]附图5是根据本发明的车轮角加速度a的模糊论域划分及隶属函数的设计图；
[0019]附图6是根据本发明的第一模糊输出变量U1及第二模糊输出变量U2的模糊论域划分及隶属函数的设计图；
[0020]附图7是根据本发明的模糊输入变量E及模糊输入变量EC的模糊规则表。
[0021]附图8是根据本发明的模糊输入变量S及模糊输入变量A模糊规则表。
[0022]附图9是根据本发明的P取不同值时进行模拟实验获得的制动时间及制动距离的统计表；
[0023]附图10是根据本发明的P = O时，进行模拟实验的制动效果示意图；
[0024]附图11是根据本发明的P = I时，进行模拟实验的制动效果示意图；
[0025]附图12是根据本发明采用双模糊控制进行模拟实验的制动效果示意图；
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0027]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0028]如图1至图12所示，根据本发明【具体实施方式】的一种汽车ABS的双模糊控制方法，如图1所示，其包括以下步骤:
[0029](一 )采集信号:利用车速传感器和轮速传感器获取汽车行驶、制动过程中的车速和轮速信号，并通过计算得到汽车制动过程中的滑移率、车轮角加速度、滑移率误差及滑移
率误差变化率。
[0030]设:V为车轮的中心速度，ω为车轮的角速度，r为车轮的滚动半径，s为滑移率，a为车轮的角加速度，制动时车轮的滑移率计算公式为:
[0031]
【权利要求】
1.一种汽车ABS的双模糊控制方法，其特征在于，包括以下步骤: (一)采集信号:利用车速传感器和轮速传感器获取汽车行驶、制动过程中的车速和轮速信号，并通过计算得到汽车制动过程中的滑移率、车轮角加速度、滑移率误差及滑移率误差变化率； (二)模糊量化:把获得的滑移率、车轮角加速度、滑移率误差以及滑移率误差变化率作为模糊控制输入量，利用隶属函数模糊量化以获得四个对应的模糊输入量； (三)模糊推理:对上述获得的四个模糊输入量根据模糊控制规则进行模糊推理，以获得对应的模糊输出量，其中，基于对滑移率误差以及滑移率误差变化率的两个模糊输入量进行模糊推理获得的模糊输出量为第一模糊输出量，基于对滑移率及车轮角加速度的两个模糊输入量进行模糊推理获得的模糊输出量为第二模糊输出量； (四)模糊判决:对上述的第一模糊输出量及第二模糊输出量进行模糊判决，以对应地获得第一模糊控制输出量及第二模糊控制输出量； (五)合并模糊控制输出量:将上述获得的第一模糊控制输出量及第二模糊控制输出量进行合并，以获得总模糊控制输出量，并把该总模糊控制输出量作为最终的制动油压状态量; (六)控制系统根据最终的制动油压状态量来控制执行器调节制动油压的状态，使制动油压处于增压、保压或减压状态，从而使汽车获得良好的制动稳定性。
2.根据权利要求1所述 的汽车ABS的双模糊控制方法，其特征在于，所述滑移率误差和滑移率误差变化率的模糊语言值分别为:{NB (负大)，NS (负小)，ZE (零)，PS (正小)，PB(正大)}及{NB(负大)，NM(负中)，NS(负小)，ZE(零)，PS(正小)，PM(正中)，PB(正大)};所述滑移率和车轮角加速度的模糊语言值分别为:{ZE(零)，S(较小)，M(适中)、L(很大)}及{NB(负大)，NS(负小)，ZN(负较小)，ZE(零)，ZP(正较小)，PS(正小)，PB(正大)}。
3.根据权利要求2所述的汽车ABS的双模糊控制方法，其特征在于，所述滑移率误差的隶属度函数采用ZMF、TRMF和SMF函数，所述滑移率误差变化率的隶属度函数采用TRMF函数；所述滑移率的隶属度函数采用TRAPMF和TRIMF函数，所述车轮角加速度的隶属度函数采用TRMF函数。
4.根据权利要求2所述的汽车ABS的双模糊控制方法，其特征在于，所述第一模糊控制输出量及第二模糊控制输出量的模糊语言值均为:{JY (减压)，BY (保压)，ZY (增压)}。
5.根据权利要求1所述的汽车ABS的双模糊控制方法，其特征在于，采取权重结合的方法对所述第一模糊控制输出量及第二模糊控制输出量进行合并，以获得所述总模糊控制输出量。
6.根据权利要求5所述的汽车ABS的双模糊控制方法，其特征在于，在权重结合的方法中，所述第一模糊控制输出量在所述总模糊控制输出量中所占的比例范围为0.6-0.8。
7.根据权利要求1所述的汽车ABS的双模糊控制方法，其特征在于，用连续论域[-1，I]转化为所述制动油压状态量的减压、保压和增压三个状态量，具体转化方法为:把在-1至-0.2范围内的值转化为减压状态，把在-0.2至0.2范围内的值转化为保压状态，把在0.2至I范围内的值转化为增压状态。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的汽车ABS的双模糊控制方法，其特征在于，采用一个总控制器来进行双模糊控制，该总控制器包括两个双输入单输出结构的模糊控制器，其中一个模糊控制器的两个模糊控制输入量为滑移率误差及其变化率，另一个模糊控制器的两个模糊控制输入量为滑移率和车轮角加速度，该总控制器把所述两个模糊控制器的模糊控制输出量进行合并后获得所述总模糊控制输出量。
【文档编号】B60T8/176GK104015711SQ201410269746
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】黄伟, 程仁庆, 胡明军, 陈霄, 陈家锐, 邓毅 申请人:广西大学