Антиблокировочные системы робастно-адаптивной стабилизации движения колесно-транспортных средств

• Автор: Магомедов, Магомед Хабибович
• Шифр специальности: 01.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 299 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Анализ подходов и постановка задач построения робастно-адаптивной системы стабилизации с антиблокировочной системой в контуре регулирования
1.1. Обзор методов решения задач робастной, робастно-игровой и адаптивной стабилизации колесно-транспортных средств с антиблокировочной системой в контуре регулирования
1.2. Постановка задач разработки робастно-адаптивных систем регулирования и проектирования системы стабилизации с антиблокировочной системой в контуре
регулирования
Выводы по главе
Глава 2. Разработка методов и алгоритмов робастно-адаптивной стабилизации динамических систем с неопределенными параметрами
2.1. Робастная стабилизация линейных многомерных систем
2.2. Проблема адаптации в задаче робастного управления
2.3. Метод построения робастно-адаптивного регулятора
Выводы по главе
Глава 3. Разработка математических моделей движения колесно-транспортного средства с антиблокировочной системой
3.1. Системы координат и переменные
3.2. Уравнения движения основных элементов колесно-транспортных средств
3.3. Касательные составляющие контактных сил и контактные силы взаимодействия колес транспортного средства с опорной поверхностью
3.4. Приближенные модели движения
3.5. Частные случаи движения колесно-транспортного средства и линеаризация математической модели
3.6. Разработка полной нелинейной математической модели движения колеснотранспортного средства с антиблокировочной системой
Выводы по главе
Глава 4. Исследование конфликтно-оптимального взаимодействия колеснотранспортного средства и поверхности торможения с робастно-адаптивным регулированием движения
4.1. О роли игровых подходов в исследовании робастных систем
4.2. Разработка математической модели конфликтно-оптимального взаимодействия колесно-транспортного средства и поверхности торможения..
4.3. Исследование конфликтно-оптимального взаимодействия колесно-транспортного
средства и поверхности торможения
Выводы по главе
Глава 5. Разработка антиблокировочной системы робастно-адаптивной стабилизации колесно-транспортного средства
5.1. Анализ взаимодействия этапов робастного, робастно-адаптивного и оптимального торможения колесно-транспортного средства
5.2. Построение робастного регулятора для 1 и 2 зон торможения
5.3. Разработка адаптивной составляющей робастно-адаптивного регулятора для стабилизации движения колесно-транспортных средств
5.4. Компьютерное моделирование процессов торможения с использованием робастно-адаптивного регулятора
5.5. Стендовое (полунатурное) моделирование
Выводы по главе
Глава 6. Проектирование и программно-техническая реализация АБС автобуса
6.1. Проектирование системы управления движением автобуса с АБС в контуре управления
6.2. Программно-техническая реализация алгоритмов управления АБС, сравнительный анализ свойств алгоритмов и характеристики процессов регулирования
6.3. Идентификация поверхности. Вычисление коэффициентов сцепления pij при торможении автобуса
6.4. Построение робастного регулятора для управления автобусом на миксте
6.5. Построение и реализация адаптивного PD-регулятора
6.6. Проведение натурных испытаний. Сравнительный анализ работы АБС разных

Выводы по главе
Заключение
Список литературы

Введение
Мировой автопарк в 2000 году превысил миллиард и ежегодно увеличивается примерно на 25 млн. единиц. Транспортное средство стало объектом повышенной опасности. Более четырехсот тысяч человек ежегодно становится жертвами дорожно-транспортных происшествий, и в несколько раз большее число людей получают ранения и увечья. В связи с этим актуальной стала проблема повышения безопасности колесно-транспортных средств (КТС), которая во многом связана с разработкой и проектированием высоко эффективных систем стабилизации с антиблокировочной системой (АБС) в контуре регулирования.
Еще на заре автомобилестроения было замечено, что блокировка колес КТС при торможении приводит либо к потере устойчивости (заносу), либо к потере управляемости, а иногда к тому и другому одновременно. Первые патенты на антиблокировочные устройства появились в конце 20-х годов. До конца 40-х годов можно отметить лишь отдельные попытки применения их на опытных транспортных средствах. Основной причиной ограниченного применения антиблокировочных систем была их низкая надежность и качество работы, а также конструктивная сложность.
В начале 60-х годов отмечались попытки внедрения авиационных АБС механического и электромеханического типа.
Однако эти АБС не могли удовлетворить требования гибкого изменения тормозного момента в зависимости от изменения внешних возмущений, действующих на колесо в процессе торможения. Начались интенсивные разработки электронных АБС, способных обеспечить адаптивное регулирование.
В 1969 году фирма Ford установила электронную АБС на свой автомобиль. Аналогичное устройство в 1970 году применено на одном из легковых автомобилей концерна General Motors, а через год - на автомобиле Craysler. Примерно в то же время проведены интенсивные разработки АБС в Европе фирмами Bosch, Teldix (Германия), Bendix (Франция). Позднее в исследования были вовлечены десятки других фирм в Европе, США и Японии.
Благодаря применению АБС колесно-транспортное средство приобрело ряд достоинств: повышение активной безопасности, т.е. повышение тормозной эффективности, улучшение устойчивости и управляемости; увеличение средней скорости движения; продление срока службы шин.
Система стабилизации с АБС должна обеспечивать: по возможности минимальный тормозной путь в соответствии с регламентированными нормами (ГОСТ, Правила ЕЭК ООН); устойчивость при торможении; сохранение управляемости при торможении;

Как известно, в принципах конфликтного взаимодействия заложены три фундаментальных понятия теории игр: стабильность, эффективность и стабильноэффективный компромисс [7].
Стабильность ММС - это обеспечение устойчивых (равновесных) процессов функционирования и проектирования многообъектных структур в условиях конфликтности (несогласованности) и/или неопределенности.
Эффективность ММС - это достижение максимального целевого качества объектов, коалиций и ММС в целом.
Стабильно-эффективный компромисс в ММС (СТЭК ММС) - это объединение стабильности и эффективности в рамках множества решений от полного совпадения данных свойств в одной точке пространства решений J до обеспечения возможной степени сближения в условиях информационно-тактических расширений соглашений или неединственности стабильного решения.
В классе задач данной работы конфликтную ситуацию формирует коалиционная структура ММС, которая состоит из двух объектов-коалиций. Характер коалиции колеснотранспортное средство (КТС) приобретает, если учесть его структурные свойства: четыре колеса и подрессоренную массу КТС. Соответственно и поверхность торможения может быть описана коалицией сил сопротивления под каждым из четырех колес.
Коалиционной структуре можно придать более общий характер, если рассматривать конфликтную ситуацию на нескольких этапах регулирования, когда в процесс торможения вмешивается водитель. В этом случае данная конфликтная ситуация содержит три объекта-коалиции: КТС - водитель - поверхность торможения. При этом в процессе
функционирования данной ММС водитель при удачном участии в процессе торможения может составлять совместную коалицию с КТС, а при неудачном - совместную коалицию с поверхностью торможения. Тогда исходная ситуация превращается в, так называемую, динамическую игру [67] с изменением коалиционной структуры в процессе функционирования ММС. Указанною особенности раскрывают перспективу исследования коалиционных свойств данной ММС, а в данном разделе исследование ограничивается двухкоалиционной структурой из двух объектов-коалиций с кооперативными свойствами каждой коалиции.
Векторный показатель формирует многокритериальное целевое качество робастного регулирования в условиях неопределенности, то есть позволяет учесть некоторые технические требования при торможении КТС и типичные «целевые» свойства неопределенности среды.