第52卷第22期 2016年11月
机械工程学报
JOURNALOFMECHANICALENGINEERING
DOI：10.3901/JME.2016.22.092
Vol.52
No.22
Nov.
基于Byrnes-Isidori标准型的集成式电子
液压制动系统液压力控制余卓平1,2韩伟1,2熊璐1,2徐松云1,2
(1.同济大学汽车学院上海201804；
2.同济大学新能源汽车工程中心上海201804)
2016
摘要：面向汽车制动系统需求，提出一种新型线控制动系统一
一集成式电子液压制动系统(Integrated-electro-hydraulicbrake
system，I-EHB)，由电动机、滚珠丝杠副、次级主缸、踏板模拟器、踏板位移传感器和液压力传感器等部件组成。I-EHB液压力控制中系统存在摩擦等非线性因素的影响，造成时滞效应，控制精度低。针对该间题，将系统模型简化，采用Bymes-Isidori 标准型方法对系统进行分析，针对性地设计合理有效的控制算法对系统进行液压力控制，采用基于前馈-反馈控制和摩擦补偿的液压力控制算法。搭建试验平台，进行硬件在环台架试验，分别在不同幅值目标阶跃工况、不同频率的三角波和正弦工况以及梯形阶跃增减压工况下进行试验研究，以验证该控制算法在各种工况下的适应性。试验结果表明，采用该方法后系统响应速度快、控制精度高，系统性能得到明显改善。
关键词：集成式电子液压制动系统：液压力控制：Bymes-Isidori标准型：前馈控制；摩擦补偿；滑模控制中图分类号：U463
HydraulicPressureControlSystemofIntegrated-electro-hydraulicBrake
SystemBasedonByrnes-IsidoriNormalizedForm YU Zhuopingl.2 HAN Weil.2XIONG Lul,2XU Songyun '.2(1.SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniversity,Shanghai201804
2.CleanEnergyAutomotiveEngineeringCenter,Tongji University,Shanghai201804)
Abstract: A novel integrated-electro-hydraulic brake system(I-EHB), composed of electric motor, ball screw pair, secondary master cylinder, pedal simulator, pedal displacement sensor and hydraulic pressure sensor and so on, is presented to fulfill the requirements of automobile brake system. Thanks to time-lag effect and low control precision, influenced by friction nonlinear phenomenon within the hydraulic pressure control system of I-EHB, system model is simplified, the system is analyzed based on the Bymes-Isidori normalized form method, and a reasonable and effective control algorithm, which based on feedforward-feedback control and friction compensation control algorithm, is used to control the system.Hardware-in-the-loop(HIL) test platform is build up.Experiments are carried out respectively on four conditions(target hydraulic pressure step input of different amplitude, triangle input and sinusoidal input of different frequency and pressure increasing or decreasing step input) to verify the adaptability of this control system Experimental results show that, the system has a fast response speed and high control precision by using this control algorithm, and the system performance is improved significantly
Key words: integrated-electro-hydraulic brake system; hydraulic pressure control;Bymes-Isidori normalized form;feedforward control; friction compensation; sliding mode control
车电动化和智能化的发展推动了制动系统朝着线控
0前言
随着汽车工业技术的进步和道路配套设施的改善，汽车已经成为人们日常生活中必不可少的交通工具，随之而来的安全问题越来越凸显。汽车制动系统对汽车安全性能起着至关重要的作用，而汽
*国家自然科学基金资助项目(51475333).20151212收到初稿，20160729
收到修改稿万方数据
制动方向发展"。在线控制动众多可行的方案中，能够实现液压力主动准确控制的电子液压制动系统(Electro-hydraulicbrakesystem，EHB)正逐步得到应用，成为车辆制动系统的发展方向。作为电子液压制动系统的最新方向，集成式电子液压制动系统(Integrated-electro-hydraulic brake system, I-EHB)直接通过电动机驱动直线运动机构推动主缸建压。 I-EHB系统不同于目前应用较多的泵式电子液压制