基于多参数驱动的磁致伸缩式汽车线控制动系统耦合机理及协调控制

It is very important for improving automobile active safety through by brake by wire system . Electro-mechanical brake by wire system has disadvantages of lower reliability， complex mechanism, longer response time. It has been unable to meet the requirements of lightweight, compact, high control precision and linear driving. This project intends to explore a kind of multiparameter driven brake by wire system that using giant magnetostrictive material. Based on the finite element method to explore the magnetic line of force distribution and the axial magnetic field intensity distribution of driving source, magnetic circuit is optimized from structure aspect. Selection principle of optimal parameters will be given through by optimal design method.To explore the coupling mechanism between structure parameters and control parameters,a multiparameter driven brake by wire system model is established. In order to coordinating the coupling relationship between braking performance and braking stability, effective coordinated control strategy should be put forward.Relatively perfect multiparameter driven brake by wire system theory and algorithm can be established. Brake by wire system is developed eventually and related tests are carried out. System theory , algorithm flow and coordination control strategy is put forward,it has important guiding significance to brake by wire system design.The studies in this project are expected to solve above problems of existing brake by wire system, automobile active safety is improved, the system has broad application prospects.

线控制动技术是提高汽车主动安全性的重要方法。现有线控制动系统存在工作可靠性不高、执行机构复杂、响应时间较长等不足，已难以满足轻质紧凑、高控制精度及直线驱动的要求。本项目拟基于有限元方法探究驱动源磁力线及轴向磁场强度分布，在结构上对磁路进行等效磁路分析并优化磁路；采用最优设计方法构建参数最优选取原则，探究机械结构参数与控制参数耦合关系，建立多参数驱动的磁致伸缩式线控制动系统磁-机耦合模型；基于分层协调控制策略，协调制动效能与制动稳定性之间的耦合关系，建立较为完善的多参数驱动的磁致伸缩式线控制动系统理论和算法流程；研制开发磁致伸缩式线控制动系统。本项目研究成果对于线控制动系统设计具有重要的理论指导意义，有望解决现有线控制动系统不足，提高汽车主动安全性，具有广阔的应用前景。

线控制动技术是提高汽车主动安全性的重要方法。现有线控制动系统存在工作可靠性不高、执行机构复杂、响应时间较长等不足，已难以满足轻质紧凑、高控制精度及直线驱动的要求。本项目在超磁致伸缩式线控制动系统建模（三维实体建模和本构建模）、耦合分析（热机分析和磁机分析）、底层控制器设计、系统结构设计计算及台架试验测试等方面，取得了一定的研究成果。. 一是揭示了磁-机耦合规律，建立了较为完善的多参数驱动的磁致伸缩式线控制动系统理论和算法流程。此部分研究进展、重要结果、关键数据见结题正文主要研究内容中的第一部分研究内容。针对相关参数（电流、线圈匝数、线径、预应力等）敏感性所进行的研究，对于后期超磁致伸缩式驱动器的设计研发具有重要的理论指导意义。二是建立了磁致伸缩式线控制动系统动力学模型。主要从三维实体和本构模型两个方面进行建模，此部分研究进展、重要结果、关键数据见结题正文主要研究内容中的第二部分、第三部分研究内容。该部分研究内容，为揭示磁-机耦合规律、系统仿真及样机制作奠定了坚实的理论基础。三是研制开发了磁致伸缩式线控制动实验系统。在设计计算、软硬件设计基础上，研制开发了台架试验台，并进行了性能测试。此部分研究进展、重要结果、关键数据见结题正文主要研究内容中的第三部分、第四部分研究内容。该部分研究内容，验证了理论设计的正确性和有效性，证明了超磁致伸缩式线控制动系统设计的可行性，为下一步超磁致伸缩式AEBS的自主研发奠定了坚实基础。. 本项目研究成果对于线控制动系统设计具有重要的理论指导意义，解决了现有线控制动系统不足，提高了汽车主动安全性，具有广阔的应用前景。