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、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:防抱死制动系统(ABS);滑移率;控制策略;单片机;建模;仿真;第一章绪论1.1 防抱死制动系统概述1.1.1 防抱死制动系统的产生当汽车以较高的车速在表面潮湿或有冰雪的路面上紧急制动时,很可能会出现这样一些危险的情况: 车尾在制动的过程中偏离行进的方向,严重的时候会出现汽车旋转掉头,汽车失去方向稳定性, 这种现象称为侧滑; 另一种情况是在制动过程中驾驶员控制不了汽车的行驶方向, 即汽车失去方向可操纵性, 若在弯道制动, 汽车会沿路边滑出或闯入对面车道,即便是直线制动,也会因为失去对方向的控制而无法避让对面的障碍物。产生这些危险状况的原因在于汽车的车轮在制动过程中产生抱死现象,此时,车轮相对于路面的运动不再是滚动, 而是滑动, 路面作用在轮胎上的侧滑摩擦力和纵向制动力变得很小,路面越滑,车轮越容易出现抱死现象;同时汽车制动的初速度越高,车轮抱死所产生的危险性也越大。这将导致汽车可能会出现下面三种情况:① 制动距离变长② 方向稳定性变差,出现侧滑现象,严重时出现旋转掉头③ 方向操纵性丧失,驾驶员不能控制汽车的行驶方向防抱死制动系统 ABS(Anti-lock Braking...