基于磁流变液的线控制动仿真实验研究

陈文娟，仇浩谦，苗宏宇，吴彦达，周 杰

(1.中国石油大学(华东) 理学院，山东 青岛 266580；2.四川大学 电子信息学院，四川 成都 610065)

磁流变液制动器具有结构简单紧凑、制动响应快、制动力矩可精准线控等优点[1，2]，相较传统液压制动系统可大幅度提升制动系统的灵敏性与稳定性，是当今汽车制动领域的研究热点[3]。汽车防抱死制动系统(Anti-lock Braking System，ABS)通过短时间内的点刹车使汽车的转向仍可控，并大幅缩短刹车距离，可防止汽车打滑、失控，是现代汽车安全制动时的必备系统[4，5]。传统汽车的ABS基于液压制动系统进行控制，由于液压制动时机械零件间存在摩擦且传动部件间存在间隙，使 ABS控制系统为二阶非线性控制系统，因而控制时需要考虑干扰补偿及复杂的非线性反馈，增加了控制难度与复杂度[6，7]。例如姚芳等提出的自抗扰控制(ADRC)，其结合了现代控制理论与智能算法，控制系统依然很复杂[8]。

由于磁流变液制动器的制动力矩可依据电流大小进行精准线控，基于磁流变液制动的ABS控制省去了机械传动部件，可直接通过调控励磁电流进行线性控制[9]。Romit等对磁流变液ABS制动进行了综合分析，提出了基于PID和Fuzzy控制器的控制方法[10]；Sun Jun等搭建了一个半试验台对磁流变液ABS制动性能进行分析，制动力矩分析表明该制动模型可应用于小型汽车[11]。但目前对磁流变液ABS制动的控制算法大都基于传统液压制动系统的ABS算法，根据测量滑移率的偏差动态调整输出电流大小。但这种调控方式存在一个明显弊端，由于磁流变液制动器的外壳及制动盘均为铁磁质材料，在ABS控制中，当电流跳变较大时，会产生较明显的剩余磁滞效应，进而严重影响后续制动过程[12-15]。……