电子科技大学成都学院本科毕业设计论文.doc

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1、I 摘要汽车防抱死制动系统(ABS)是一种在制动时能够自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果的制动系统。该系统能够有效的缩短制动距离、提高制动时的方向稳定性，对汽车的行驶安全具有重要的意义。本文首先剖析了防抱死制动系统的控制原理，在此基础上详细介绍了 ABS 的结构以及各部分的作用，并建立了仿真模型。本文主要完成了轮速处理电路的设计和仿真，其输入电压可以为 500mv30v,工作的速度范围为 0-180km/h。完成电源电路的设计，驱动电路的分析与设计，及传感器故障电路的设计，单片机计算电路的设计。本文的控制部分将采用一片 FPGA 来完成。在控制算法上采用了逻辑门限阈值的方法，完

2、成 FPGA 控制算法及其编程仿真。 关键字关键字：防抱死 ； 电路设计； 算法设计； 编程设计IIABSTRACTAnti-lock braking system (ABS) is a kind of device, which can regulate the wheels braking force automatically, prevent the wheels from locking and acquire the best effect during braking. This device is significant to steering safety. The pape

3、r builds the theoretical model of ABS. The paper anatomized the control principle of ABS, and based on it introduced the structures, species, every part functions of ABS. The dynamics model founded by predecessors was adapted to build simulation model. In this paper, completed a round-speed processi

4、ng circuit design and simulation, the input voltage for 500 mv 30v, the work of the speed range of 0-180 km / h. Completion of the power circuit design, and analysis and design a driving circuit, and the sensor fault circuit, MCU calculation circuit. This paper will use an FPGA to complete controlli

5、ng. In the control algorithm used on the logic threshold approach, the paper completed FPGA control algorithms and simulation programming. Key words: ABS; circuit design, algorithm design; ProgrammingIII 目录第 1 章 引言 .11.1选题背景 .11.2课题研究的价值和意义 .11.3ABS 系统的发展历史和国内外研究现状.11.4论文主要研究工作 .4第 2 章 防抱死系统的基本理论基础

6、.52.1物理原理 .52.2机械原理： .82.3电路原理 .12第 3 章 部分硬件电路分析与设计 .133.1ABS 电路总体框架设计.133.2基于 PSPICE 的车轮速度处理电路 .143.3输出驱动电路设计 .273.4故障监测电路 .283.5电源电路 .293.6计算系统 .303.7控制系统 .313.8此外电路设计中需要考虑的其他因素 .34第 4 章 部分软件算法分析及程序设计 .344.1ABS 的控制方法.344.2软件介绍及编程仿真 .40结语 .43参考文献 .44致谢 .46附录 .47外文资料原文 .51译文 .531第 1 章 引言1.1选题背景随着中国汽

7、车工业的飞速发展和道路交通设施的不断完善，汽车已逐渐成为人们的代步工具，车行速度的提高和道路行车密度的增大，使人们在享受汽车带来舒适、便捷的同时，也对汽车行驶的安全性能提出更高的要求。在这种市场需求的驱动下，国内主机厂也纷纷采用先进的车辆安全控制系统如ABS，EBS 和 ESP 等等。汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System） ，即我们通常说的 ABS 是汽车的一种主动安全装置，附加于原来的制动系统。其目标是通过对制动力的控制，防止滑移率过大。控制的实质是对最大附着系数的利用，即在制动过程中使“车轮一地面”附着力时刻都得到最大的发挥。汽车ABS 可以防止制动时车轮抱

8、死，从而有效地避免由于车轮抱死而容易出现侧滑、甩尾、无法转向等交通事故。它充分利用轮胎与路面之间的最大附着力，显著地提高了车辆制动时方向的稳定性和可操纵性，缩短了制动距离，使制动器的效能得到充分发挥。因此 ABS 己成为目前世界上普遍公认的提高汽车安全性能的有效措施之一。ABS 系统的应用，将会使汽车的安全系数大大增加。1.2课题研究的价值和意义在汽车刹车过程中，如果前轮抱死，汽车基本上沿直线向前行驶，汽车处于稳定状态，但汽车失去转向控制能力，这样驾驶员在制动过程中躲避障碍物、行人及弯道上必要的转向操纵等就无法实现；如果后轮抱死，汽车的制动稳定性变差，在很小的侧向干扰力下，汽车就会发生甩尾，甚

9、至调头等危险现象。尤其是在某些恶劣路况（湿滑或冰雪）下，将难以保证行车安全。防抱死制动系统电路的意义和目的就在于改善汽车在刹车方面的这些缺点，增加安全系数，保持汽车制动时的方向稳定性，保持汽车制动时的转向稳定性，能防止轮胎在制动过程中产生剧烈的拖痕，提高轮胎使用寿命，减少驾驶员的疲劳强度（特别是汽车制动时的紧张情绪.） 。1.3ABS 系统的发展历史和国内外研究现状21.3.1 ABS 的发展历史和发展趋势制动防抱死装置最早应用于 20 世纪 30 年代以前的火车上，目的是防止列车制动时车轮抱死，在钢轨上滑行，造成局部摩擦，致使车轮和钢轨早期损坏。40 年代，为防止飞机着陆后制动跑偏、甩尾，缩

10、短滑行距离，开发了飞机用 ABS。50 年代中期，福特汽车公司开始了 ABS 在汽车上的应用。60 年代至 70 年代初，虽然电子技术已解决了复杂的逻辑控制难题，但是功能和性能受到模拟电子技术水平的限制，其成本和可靠性成为限制 ABS 实际应用的主要原因。此时开发的产品主要是用于后轮控制的 ABS。70 年代后期，电脑由模拟电路发展为数字电路，从而促进了四轮控制 ABS的开发，ABS 出现在奔驰、宝马等豪华汽车选装件的系列中。80 年代后期，ABS 在汽车上才获得较为广泛的应用.由于法规的推动作用，加之人们对汽车安全意识的增强，汽车安全性在整车性能中占据着越来越突出的重要地位。进入 90 年代

11、后，ABS 的发展和应用非常迅速，并已开发出第五代产品，成为发达国家许多汽车的标准装备，装车率直线上升。随着科学技术的发展，车速的计算可能不再需要单片机3或者 DSP 等计算实现，体积更小，更方便简单的车速传感器可能出现，从而可以在控制系统中设置更多的参数，使控制系统更加安全，方便。全电制动控制系统 BBW (BrakeBy Wire)是未来制动控制系统的发展方向之一。它不同于传统的制动系统，其传递的是电，而不是液压油或压缩空气，可以省略许多管路和传感器，缩短制动反应时间，维护简单，易于改进，为未来的车辆智能控制提供条件。但是，它还有不少问题需要解决，如驱动能源问题，控制系统失效处理，抗干扰处

12、理等。目前电制动系统首先用在混合动力制动系统车辆上，采用液压制动和电制动两种制动系统。随着 FPGA16等芯片的功耗的减小，和温度等条件适应性的提高，这种可3编程的芯片将有可能在汽车安全系统中起重要作用。ABS 属于实时系统，实时信号处理系统中，低层的信号预处理算法处理的数据量大，对处理速度的要求高，但运算结构相对比较简单，适于用 FPGA 进行硬件实现。这也是未来发展的一个方向。 车辆动力学系统是在 ABS 基础上通过测量方向盘的转角，侧向加速度等参数对汽车的运动状态进行控制。车辆动力学控制系统的目的就是改善车辆操作的稳定性，它可以在车辆运动状态处于危险的状态下自动进行控制。其主要作用就是通

13、过控制车辆的横向运动状态，使车辆处于稳定的运动状态，使人更容易的操纵车辆。防滑移系统 ASR(Acceleration Slip Regulation) 3或称为牵引力控制系统TCS(Traction Control System)是驱动时防止车轮打滑，使车轮获得最大限度驱动力，并具有行驶稳定性，减少轮胎磨损和发动机的功耗，增加有效的驱动引力。防滑控制系统包括两部分:制动防滑与发动机牵引力控制。制动部分是当驱动动轮(后轮)在低附着系数路面工作时，由于驱动力过大，则产生打滑，当 ASR 制动部分工作时，通过传感器将非驱动轮及驱动轮的轮速信号采集到控制器,控制器根据轮速信号计算出驱动车轮滑移率及车

14、轮减、加速度，当滑移率或加速度超过某一设定阀值时，则控制器打开开关阀，气压由储气筒直接进入气室进行制动，由于三通单向阀的作用气压只能进入打滑驱动轮的制动气在低附着系数路面上制动时，轮速对压力十分敏感，压力稍稍过大，车轮就抱死。为此利用ABS 电磁阀对制动压力进行精细的调节，即用小步长增压或减压，以达到最佳的车轮滑移的效果，既可以得到最大驱动力，也可保持行驶的平稳。1.3.2 ABS 应用的国内外现状1.3.2.1国外目前国外生产 ABS 的厂家主要有:美国的 DELCO 公司;德国的 BOSCH 公司 WABCO 公司、KNORR 公司、美国的 FORD 公司、GM 公司、BENDIX 公司(

15、现己与 KNORR 合并)、 KELSEYHEYES 公司。另外日本本田公司 80 年代就在其生产的车型上安装了自主开发研制的防抱死制动系统。随着 ABS 技术的日趋完善，制造成本的降低，ABS 不仅广泛应用在轿车上，而且在国外 ABS也成为卡车的标准配置。目前，国际上 ABS 在汽车上的应用越来越广泛，已成为绝大多数类型汽车4的标准装备。北美和西欧的各类客车和轻型货车 ABS 的装备率已达 90%以上，轿车 ABS 的装备率在 60%以左右，运送危险品的货车 ABS 的装备率为 100%。摩托罗拉，飞利浦等国际大型企业更是在这方面走在了前面。1.3.2.2 国内我国的 ABS 系统研究开始于

16、 80 年代，现在发展顺利，成为热门课题之一。1985 年，二汽技术中心引进了德国 KNORR 公司生产的数模混合电子控制 ABS，并在 EQ140 中型货车上进行了装车测试，达到了防抱死制动的要求。1989 年，清华大学汽车工程系开始了液压 ABs 系统在BJZ13 吉普车上的应用研究，但距离 1992 年颁布的 GB13594-92 国标要求仍有明显的差距。目前，国内生产厂家主要是科密和万安等公司。 1.4论文主要研究工作 根据要求，提出系统的框架设计，并对部分电路和软件进行设计。第二章，主要给出汽车防抱死系统的物理原理，机械原理，和电路原理，分析了制动系统的特点，明确各个参数及其意义，通

17、过这章的研究，对 ABS 系统工作的原理有了一个初步的认识。第三章，对防抱死系统的一些电路做出设计，并得到仿真结果。第四章，对计算和控制算法进行比较和设计，并采用合适的控制算法编写程序，完成控制部分的设计。第五章，总结并展望未来发展趋势。第 2 章 汽车防抱死的基本理论基础5第 2 章 防抱死系统的基本理论基础2.1物理原理2.1.1 参数及状态分析汽车在良好的硬路面上制动时，如果忽略空气阻力和滚动阻力的影响，车轮在平直良好路面上制动时的受力情况如图 2-1 所示。 图中为制动器制动力，是车轮制动器摩擦副的摩擦力矩，为地面制FTbF动力。/bFTr2.1.1.1参数分析 (一)制动器制动力F制

18、动器制动力是在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需施加的力。由F（2-1)可见： （2-FR 1）6制动器制动力相当于将汽车架离地面并踩住制动踏板时，在轮胎周缘沿切线方向推动车轮、直至车轮能够转动所需要的力。制动器制动力是由制动器的结构参数决定的，即取决于制动器的型式、结构尺寸、制动器摩擦副的摩擦系数和车轮半径。在制动器结构一定的情况下，汽车在良好的硬路面上制动时，如果忽略空气阻力和滚动阻力的影响，那么车轮受力状况如图 2-1 所示。制动器制动力与制动系制动分泵的压力(液压或气压)成正比。 (二)附着力 轮胎-道路附着力简称附着力，是地面阻止车轮滑动所FF能提供的切向反作用力的极限值。在一般硬实

19、路面上，轮胎与路面之间的附着力约等于轮胎与路面之间的摩擦力。附着力取决于地面对轮胎的法向反作用力与ZF轮胎-道路附着系数 的乘积，即： （2-2）XFF 轮胎与地面之间的附着系数取决于路面的种类和状况，且与轮胎结构和花纹以及行驶速度等因素有关。 地面制动力地面制动力是轮胎与地面之间的摩擦力，是使车轮制动而xFxF减速行驶的外力，方向与汽车行驶方向相反。地面制动力愈大制动减速度越大，制动距离就越短。在制动过程中，地面制动力的大小首先取决于制动器制动力，同时还要受到轮胎-道路附着力的限制。地面制动力与制动器制动力和附着力之间的关系如图2-1b)所示。当制动踏板力(或制动分泵压力)P较小时，地面制动

20、力可以克服制动器制动力而使车轮继续滚动，此时地面制动力就等于制动xFFxF器制动力，并随制动器制动力增大而增大。但地面制动力的最大值受附FmaxxF着力的制约，最大只能等于附着力，即：F（2-3）.uuzxMFFFrFFFFzFz第 2 章 防抱死系统的理论基础7 当制动踏板力分泵压力增大到某一值 Pa+，地面制动力增大到附着力时，xFF车轮不转动而出现滑动现象。虽然制动器制动力随制动踏板力增大而继续增大，F但是如果车轮上的垂直载荷和附着系数不变，那么地面制动力将始终等于附着xF力而不再增大。F 由此可见，只有具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供较大的附着力时，汽车才能获得较好的制动效果。

21、 (三) 车轮滑移率 S当汽车匀速行驶时，实际车速v(即车轮中心的纵向速度)与车轮速度(即车wv轮滚动的圆周速度)相等，车轮在路面上的运动为纯滚动运动。然而，当驾驶员踩下制动踏板后，在制动器摩擦力矩的作用下，车轮的角速度减小，实际车速与车轮速度之间就会产生一个速度差，轮胎与地面之间就会产生相对滑移，滑移程度用滑移率s15来表示，其表达式为（2-4） 。汽车在制动过程中，车轮在路面上是边滚边滑的过程：车轮未制动时，可以认为车轮是纯滚动状态。当车轮抱死时，车轮在路面上的运动处于纯滑动状态。为了定量描述车轮的运动状态，引入车轮滑移率S这一参数，用来表明车轮滑动成分的多少。滑移率S的定义为 （2-4）

22、式中： 车轮的滚动半径。车轮的角速度。 车轮中心的速度。rWWWV 由上式可知：当车轮中心的速度（即汽车的实际车速）等于车轮的角速度V和车轮滚动半径乘积时,滑移率为零（S=0） ，车轮为纯滚动；当=0 时,S=100%，车轮完全抱死而作纯滑动；当 0Sa1Y增压状态减压减压状态继续增压a a0Y保压减压增压增压状态减压状态继续保压a a1第 4 章 部分软件算法分析及程序设计39FPGA 控制流程图： 保压a a1增压增压状态Y继续保压a10ABS系统指示灯亮，进入判断压力状态刹车指示灯亮常规制动aa1a0aa1a10常规制动NN404.2软件介绍及 FPGA 编程仿真4.2.1 软件介绍Mo

23、delsim：Mentor 公司的 ModelSim 是业界最优秀的 HDL 语言仿真软件，它能提供友好的仿真环境，是业界唯一的单内核支持 VHDL 和 Verilog17混合仿真的仿真器。它采用直接优化的编译技术、Tcl/Tk 技术、和单一内核仿真技术，编译仿真速度快，编译的代码与平台无关，便于保护 IP 核，个性化的图形界面和用户接口，为用户加快调错提供强有力的手段，是 FPGA/AjSIC 设计的首选仿真软件。 主要特点： RTL 和门级优化，本地编译结构，编译仿真速度快，跨平台跨版本仿真； 单内核 VHDL 和 Verilog 混合仿真； 源代码模版和助手，项目管理； 集成了性能分析、

24、波形比较、代码覆盖、数据流 ChaseX、Signal Spy、虚拟对象 Virtual Object、Memory 窗口、Assertion 窗口、源码窗口显示信号值、信号条件断点等众多调试功能； 4.2.2 仿真程序见附录所示。4.2.3 仿真在仿真程序中逻辑阈值设定为 10、-10，由于 FPGA 不识别负数，所以利用阈值转化，在算法中，将负数识别为正数直接判断，所以新的判断阈值和原来设定的有稍许不同。设输出的两个电磁阀信号表示的状态，如果是 01 代表减压，11代表增压，10 代表保压。时钟信号为 100HZ。当从单片机接受的四个信号即轮速和三个角加速度为：00001111（15） 、

25、10011011（-27） 、00001001（9） 、00000110（6）时，可以从仿真图中得到，六个电磁阀信号为 011010，分别为减压、 保压、保压。符合逻辑标准。由于有刹第 4 章 部分软件算法分析及程序设计41车信号和速度大于 10，所以刹车灯和 ABS 指示灯亮，ABS 系统起作用。仿真图如4-5 所示： 图 4-5 仿真波形 1当从单片机输出的四个信号依次为：00000101（5） 、10011011(-27)、00001001(9)、00000110(5)时候，输出波形如图 4-6 所示：由图知，虽然电磁阀输出信号，但由于车轮速度低于 10 的阈值，所以 ABS 指示灯输出

26、为 0 电平，指示灯不亮，这个信号发出去后短路 ABS 系统，ABS 系统停止工作，液压阀停止工作，汽车进入常规制动，等待下次数据处理。 电子科技大学学士学位论文42 图 4-6 仿真波形 2每 10ms 判断一次输入数据，并输出控制信号，对电磁阀进行控制，调节速度与滑移率。在制动过程中，达到点刹的功能。保证汽车行驶过程中的安全。结语43结语本文分析了防抱死制动系统的构造及工作原理，并利用车辆动力学原理模型分析了，汽车车轮抱死后的运动状况。除此之外，对电路部分进行了分析与设计，完成了轮速处理电路的设计和仿真，使其可以工作在 01.8Khz 的范围，即对应与车速在 0180KM/H 的范围之内，

27、工作电压的振幅在 500mv30v 之间，在 20到 70 度的范围内测试，温度对电路影响很小，并且满足轮速电压变化范围大的需要。完成了电源电电压的设计，使 24v 的电压变为控制系统识别的 5v 电压，并减少了浪涌电压对电路的影响。完成了传感器故障电路的设计，驱动电路的分析与设计。完成了单片机计算部分的电路实现，主要用比较便宜的 51 来实现。由于 FPGA 在汽车电子应用方面广阔的发展前景，本文的控制部分用一片 FPGA来完成。利用逻辑门限的控制算法，编程，并仿真，得到正确的结果。ABS 系统的诞生给汽车安全带来了福音，更精细更复杂的算法与电路可能应用在上面，随着科学的进步，轮速和轮加速度

28、可以由直接由传感器送出，而控制系统也可以因算法的完美而更加准确的发出控制信号，但这些并不能完全解决汽车安全的问题，最重要的还是遵守交通规则，守法驾驶，科学驾驶。电子科技大学学士学位论文44参考文献1程军. 汽车防抱死制动系统的理论与实践 . 北京： 北京理工大学出版社 . 1999.92孙仁云, 郭辛 ,龙行现. 基于门限值控制 ABS 控制器的研制. 西安交通大学学报 0258-2724(2003)04-0408-06.3崔海峰, 齐志权, 王仁广, 石沛林 . 基于 MC9S12DP256 的轿车 ABS/ASR 集成控制系统，电子技术应用，2005 年 第 12 期 2325.4丁垚，丁

29、春燕. 一汽红旗轿车 ABS 电子控制单元内部电路 . 汽车电器, 2008 年, 第 1期 , 3640.5徐继勇. 基于逻辑门限值控制的汽车制动防抱死系统原理设计. 1994-2008 China Academic journal Electronic Publishing House,4344.6刘日山，陈建武，曹劲 . 汽车防抱死制动系统模糊控制器的设计. 安阳工学院学报 . 1673-2928200605-002004.7朱西成 ，潘海挺 ，李玉忍.基于 MSP430 汽车防抱死制动控制器的设计. 航空计算技术 , 2005, Vol35, No.1:9395.8仝秋红，王伟力，张磊

30、. MCS-51 单片机在汽车 ABS 控制中的研究, 电子科技, 2006 年,第4 期 ,2830.9日 营野 ， 靖三 . 汽车的防滑制动系统（ABS） ，1994-2008 China Academic journal Electronic Publishing House, 2023.10Guy Kokes, Tarunraj Singh, Adaptive Fuzzy Logic Control of An Anti-Lock Braking System Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Contro

31、l Applications., 646651.11刘国福，张 王已，王跃科，郑伟峰,.基于 pspice 的轮速信号处理电路的设计，汽车电器，2003 年 ，第 3 期，612.12 QiZhang, Guofu Bo Liu and Xiufen XieLiu, Proceedings of the 2007 International Conference on Information Acquisition，106111.13孔磊，宋健.基于虚拟仪器的 ABS 控制软件的实车匹配开发.农业机械学报，2006，VOL.37，No.10:161164.14王 愁. 8 位单片机在 ABS

32、系统中的应用.舰船电子对抗，2000 年，第 3 期，3132. 16John F.Wakerly .数字设计原理与实践。北京：机械工业出版社。612 654 17李广军.Verilog 数字系统设计.北京：电子工业出版社，2007 年，2653.18刘光祜，饶妮妮. 模拟电路基础。成都：电子科技大学出版社，2000 年，239 269.致 谢4519万福君, 潘松峰. 单片微机原理系统设计与应用.安徽：中国科学技术大学出版社.2001 年，171203.20孙薇，汪至中 . MC33289 型驱动器在汽车制动系统中的应用.国外电子元器件，2005年，第 11 期，4345.21 刘革，张梅生

33、等. 现代汽车防抱死制动装置（ABS）维修手册. 哈尔滨工程大学出版社.1996 年 11 月22涂有瑞.霍尔器件在汽车上的应用。汽车电器，2002 年，第 2 期，14.23日ABS 株式会社. 汽车制动防抱死装置(ABS)构造与原理. 机械工业出版社 2005 年 3 月电子科技大学学士学位论文46致谢本文是在导师叶星宁老师悉心指导和鼓励下完成的。并多次得到刘布民老师的指导。论文的选题、具体工具和撰写过程都凝聚着导师的心血和汗水。此外还要感谢一些同学的帮助，使我能很好的面对课题的中出现的各种问题，包括电路设计方面和软件应用方面等等。 最后作者感谢电子科技大学四年来对我的培养。感谢教育和帮助

34、过我的所有老师和同学。衷心感谢各位老师审阅本文所付出的辛勤劳动。附录47附录主程序：module abs(brake_light,abs_control,s,v,a,b,c,brake,clk);integera0=0;integera1=10;integera2=128;integera3=138;integera4=127;output brake_light;output abs_control;output 5:0s;input 7:0v;input 7:0a;input 7:0b;input 7:0c;input brake;input clk;reg 5:0s;wire 7:0a;

35、wire 7:0b;wire 7:0c;wire brake_light;assign brake_light=brake?1:0;assign abs_control=(v10 & brake_light=1)?1:0;always(posedge clk)beginif(a4aa1) s3,s2=2b11;else if(a1aa0)|(a3aa2) s1,s0=2b10;电子科技大学学士学位论文48else s1,s0=2b01;endalways(posedge clk)beginif(a4aa1) s3,s2=2b11;else if(a1ba0)|(a3ba2) s3,s2

36、=2b10;else s3,s2=2b01;endalways(posedge clk)beginif(a1ca0)|(a3ca2) s5,s4=2b10;else if(a4aa1) s3,s2=2b11;else s5,s4=2b01;endendmoduleTB 程序 1：timescale 1ms/1msmodule abs_tb();reg 7:0tb_v;reg 7:0tb_a;reg 7:0tb_b;reg 7:0tb_c;reg tb_brake;reg tb_clk;wire 5:0tb_s;wire tb_brake_light;abs u1(.brake_light(tb

37、_brake_light), .abs_control(tb_abs_control), .s(tb_s), .v(tb_v), .a(tb_a), .b(tb_b),附录49 .c(tb_c), .brake(tb_brake), .clk(tb_clk) );always #5 tb_clk=tb_clk;initialbegintb_clk = 1;tb_v = 15;tb_brake = 1;tb_c = 155;tb_a = 6;tb_b = 9;#100 $finish;end endmodule TB 程序 2：timescale 1ms/1msmodule abs_tb();r

38、eg 7:0tb_v;reg 7:0tb_a;reg 7:0tb_b;reg 7:0tb_c;reg tb_brake;reg tb_clk;wire 5:0tb_s;wire tb_brake_light;abs u1(.brake_light(tb_brake_light), .abs_control(tb_abs_control), .s(tb_s), .v(tb_v), .a(tb_a),电子科技大学学士学位论文50 .b(tb_b), .c(tb_c), .brake(tb_brake), .clk(tb_clk) );always #5 tb_clk=tb_clk;initialb

39、egintb_clk = 1;tb_v = 5;tb_brake = 1;tb_c = 155;tb_a = 6;tb_b = 9;#100 $finish;end endmodule 外文资料原文51外文资料原文Proceeding of the 2007 International Conference on information AcquisitionJuly 9-11, 2007, Je ju City, KoreaSensor Fusion Based Estimation Technology of Vehicle velocity in Anti-lock Braking Sy

40、stemQi Zhang, Guo fu Liu, Bo Liu and Xiufen XieDepartment Of Instrumentation Science and TechnologyNational University of Defense TechnologyChangsha, Hunan Province 410073, Chinallbbasdf page 106108 Abstract-The precondition of realizing slip ratio based Anti-lock Braking System (ABS) is the accurat

41、e measurement of vehicle velocity ,which can be vital in simplifying the control laws of ABS. This paper describes an accurate measurement technology for estimating the absolute velocity of vehicle .Firstly, the signal property of wheel speed sensor has been analysed , the measurement circuit has be

42、en designed and simulated , the wheel Speed calculation and filter algorithm has been deduced. Secondly, the principle and application of one kind of acceleration sensor has been investigated. Thirdly, by utilizing the wheel speed signals and vehicle body acceleration and signal and considering the

43、tire radius change the accelerometer offset , the basic tool of sensor fusion approaches, Recursive Least Squares (RLS),is proposed to estimate the real- time vehicle velocity. Finally, The experiments in a test course were carried out to verify the proposed strategy and prove that it can accurately

44、 estimate the vehicle velocity. The maximal absolute estimation error between actual vehicle velocity and estimated velocity is less than 0.4m/s.Index terms- ABS; Wheel Speed ; Acceleration Sensor ; Sensor Fusion RLS Estimation 电子科技大学成都学院本科毕业设计论文52I. INTRODUCTIONThe anti-lock braking system(ABS), wh

45、ich has great importance to active safety of vehicles, is an electronic device that can prevent wheel locking during brake process, can obtain the shortest brake distance。and can acquire brake stability. Because the traditional Anti-lock Braking System (ABS) based on logic thresholds has many limita

46、tions, these years the development and research of ABS which aims at slip control comes into being 1-3.It is in the form of controlling.Fig.1 shows the basic structure of this control system, from which we can know the precise slip ratio calculation is the key to control the ABS system .The slip rat

47、io shows how much wheel speed differs from vehicle velocity ,which is defined as 4:（1） In（1） ，V stand for vehicle velocity , for wheels angular speed, and r for wheels rolling radius. For can be measured accurately by wheel speed sensors on the wheel hub, so whether V can be measured accurately or n

48、ot is the key to calculate the slip ratio. . In the early ABS production, vehicle velocity, named “reference vehicle velocity “,is estimated according to the wheel speed in order to save cost and to simplify systems calculating workloads .General estimating ways are maximal vehicle velocity method,

49、gradient method ,and seasonal adjustment method5.Whether estimation of vehicle velocity is accurate or not deter mines how the control result will be .On account of the error between the reference and practice vehicle velocity ,in the ABS control system based on slip radio ,vehicle velocity is obtai

50、ned generally through measurement directly or by using observation algorithm to ensure the control vrslipv外文资料原文53precision.Traditionally there are mainly two ways to measure vehicle velocity: fifth wheel instrument contact measurement and no contact optical correlated measurement 6.the measurement syst