基于Matlab的汽车ABS模糊控制系统设计(2)
当汽车在紧急制动时不能一脚将制动踏板踩死，而应该以断断续续的方式进行制动即一踩一松制动踏板，直至最后汽车停下来，否则车轮将很容易出现抱死拖滑的现象，从而引发一些危险的后果:当只有前轮抱死或者前轮先抱死时，汽车将会丧失转向能力，从而使其在制动过程中无法避让前方的障碍物;当只有后轮抱死或者后轮先抱死时，汽车将会出现后轴侧滑的现象。然而对于一般的驾驶员来说，需要在紧急的制动情况下完成断断续续的刹车过程，这是相当困难的。所以要想避免汽车在紧急制动过程中出现前后车轮抱死现象，这就需要借助汽车防抱死制动系统(Anti一lock braking system ,ABS)来协助驾驶员完成制动过程了。
ABS 与常规的制动系统相比有三个显著的特点：
1. 提高了汽车紧急制动时的方向操纵性
由于汽车紧急制动时，车轮会抱死滑移，汽车就失去了转向能力，驾驶员无控制汽车运动方向，极易发生碰撞事故；由于 ABS 的作用，使转向轮在即将抱死时，可以瞬间改变转向轮制动力的大小，从而解除转向轮的抱死状态，文持方向的可操控性。
2. 提高了汽车制动时的横向稳定性
因为汽车在车轮抱死滑移时，轮胎的横向附着系数很小，汽车失去抵抗横向的能力，一旦两侧车轮制动力不等，就极易发生侧滑，甩尾等恶劣状况。当 ABS
开始工作后，就可以使车轮处于边滚边滑的状态，由于滑移率较小，汽车有足够的抵抗横向力的能力，可以保证紧急制动时的横向稳定性。
3. 缩短了制动距离
常规制动时，车轮处于抱死状态，此时车轮的纵向附着系数较小；ABS 工作后可以使车轮纵向附着系数保持在峰值附着系数附近，能够充分利用地面的附着系数，获取最大地面制动力，从而缩短制动距离。
1.2 ABS 控制方法
ABS技术的一个核心问题就是控制算法的研究。由于ABS系统是非线
统，因此探索一种有效的控制方法是ABS系统发展的关键。近年来，国内外
对ABs的控制算法进行了很多理论研究，主要有以下几种控制方法[11]。
1. 逻辑门限值控制
这种控制方式的特点是不需要建立具体系统的数学模型，并且对系统的
非线性控制很有效，比较适合用于ABS的控制。当其用于ABS的控制时，可以预选一个角减速度门限值，当实测值达到此门限值时，控制器发出指令，减小制动力，使车轮转速提高。再预选一个角加速度门限值，当实测值达到此门限值时，控制器发出指令，增加制动力，使车轮转速降低。以车轮角速度作为单信号输入，如上所述，同时在控制器中设置合理的角加速度、角减速度门限值，就可以实现防抱制动循环。因此整个控制过程比较简单，结构原理上比较容易实现。同时，如果控制参数选择合理，则可以达到比较理想的控制效果，能够满足各种车辆的要求[12]。但是逻辑门限值控制本身也存在一些不足。如它的控制逻辑比较复杂、波动较大，而且控制系统中的许多参数都是经过反复试验得出的经验数据，缺乏严谨的理论依据，对系统稳定性品质无法评价等。
2. 滑模变结构控制
由汽车防抱死制动的基本原理可知，其制动过程的本质问题是把车轮的
滑移率控制在附着系数的峰值点Sk，则滑动模变结构根据系统当时的状态、偏差及其导数值在不同的控制区域，以理想开关的方式切换控制量的大小和符号，以保证系统在滑动区域很小的范围内，状态轨迹S沿滑动换节曲线滑向控制目标(Sk，0)[13]。