摘要：本文简要介绍了汽车防抱死制动系统（Anti-lockBrakingSystem，简称ABS）的控制原理，对目前汽车防抱死制动系统所采用的控制技术进行了综述，并对其发展趋势进行了预测。关键词：汽车防抱死制动系统控制技术1概述随着汽车工业的迅猛发展和高速公路的不断修建，汽车的行驶安全性越来越为人们重视。为了全面满足制动过程中汽车对制动的要求，使制动器制动力分配更趋合理。汽车防抱死制动系统（简称ABS）已越来越多地应用在汽车上。汽车防抱死制动系统是指汽车在制动过程中能实时判定车轮的滑动率，自动调节作用在车轮上的制动力矩，防止车轮抱死。从而获得最佳制动效能的电子装置。它能把车轮的滑动率控制在一定的范围之内，充分地利用轮胎与路面之间的附着力，有效地缩短制动距离，显著地提高车辆制动时的可操纵性和稳定性，从而避免了车轮抱死时易出现的各种交通事故。随着制动强度的增加，车轮滚动成分越来越少，而滑动成分越来越多，一般用滑动率S来说明制动过程中滑动成分的多少。滑动率越大，滑动成分越少[1]。其中：u——车轮中心的速度；r——没有地面制动力时的车轮滚动半径；w——车轮的角速度。纵向和侧向附着系数可表达为车轮滑动率的函数（如图1）。最大纵向附着系数所对应的滑动率称为临界稳定点SK。根据控制理论把滑动率小于SK的区域称为稳定制动区，SK以后的为非稳定制动区。ABS正是利用道路与轮胎之间的关系，强制性地把车轮滑动率控制在临界稳定点SK附近，使路面附着性能得到最充分的发挥，从而达到最佳的制动效果[2]。图1附着系数-滑动率曲线目前所采用的ABS主要由轮速传感器，电子控制单元，压力控制阀和线束、管路等附件组成。ABS的开发主要是研究设计优化运算和控制程序软件，实现实时精确制动调节的技术，同时提高硬件的水平[3]。2目前ABS所采用的控制技术ABS的控制效果很大程度上取决于系统所采用的控制技术[4]。目前所采用的主要是逻辑门限值控制技术。为进一步提高ABS的性能，还提出了一些基于滑动率的控制技术，如PID控制，滑动模态变结构控制，模糊控制等。每种控制均以不同的控制规律逼近期望的点。2.1PID控制[5]定义期望滑动率S0与实际滑动率S之差为控制误差e=S-S0，则PID的控制规律可表示为：因此，ABS控制器的设计最后就归结为，根据ABS动态系统，确定出一组最佳的参数Kp、Ki和Kd，使车轮的滑动率以最快的方式逼近设定目标S0。2.2滑动模态变结构控制[6]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动率控制在附着系数的峰值点Sk，则滑动模态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，×S）沿滑动换节曲线滑向控制目标（Sk，0）。通常取制动力矩为控制变量U，切换条件为：其中Mb-、Mb+分别代表由调节系统所决定的制动力矩减少、增加两种不同的状态。为切换函数，e=S－Sk为实际滑动率相对目标点的偏差。2.3模糊控制[7]对于以滑动率为控制对象的防抱死制动系统，其输入量取期望滑动率与车轮实际滑动率的偏差E以及偏差的变化率EC，输出量为制动管路油压。采用带修正因子的模糊控制器，把用模糊推理算法形成的控制表概括为一个解析式：U=α×E+(1-α)EC其中α为修正因子，α值的大小直接反映了对偏差及偏差变化率的加权程度。通过调整修正因子α，就可以改变控制规则。当α较大时，表明对偏差的加权大，阶跃响应快，控制能量主要用于减少偏差，但易出现超调；当α较小时，控制目的是减少超调，但响应过程较慢。通常采用带两个α值的修正因子表达式就可满足性能要求，即：其中，修正因子α1、α2∈(0，1)且α1<α2，控制系统在判断E值的大小之后，选择控制规则表达式。2.4逻辑门限值控制[8]此方法预先对若干个控制参数设定一些控制极限（门限）值，制动时，根据计算的实时参数值与对应门限值的大小关系，来判定车轮的运动状态，从而控制调节制动压力，以获取足够大的制动强度和良好的方向稳定性。常作为ABS控制参数的有：车轮滑移率S，车轮转动的角加（减）速度ω及其变化率.ω等三种描述车轮运动情况或动力学状态的参数。由于仅用一个控制参数难于保证ABS在各种行驶条件下都具有良好的性能，因此，目前逻辑门限值控制方法通常将车轮转动的角加（减）速度作为主要控制参数，而将车轮的滑动率S作为辅助控制参数。其中滑动率是从各轮速信号按一定逻辑确定汽车的参考速度后，计算出的参考滑动率，与实际滑动率存在着差异。3发展趋势采用逻辑门限值控制算法，可避免一系列繁杂的理论分析和对一些不确定因素的定量计量。简化了控制器的设计，而且因仅需测定车轮的角速度，便于实现，所以装车成本低。该算法现已趋近成熟，为当前汽