第一篇:语言的信息发布系统研究与实现论文
1作为WEB的通用媒介
XML的用处比较多,在没有XML之前,信息只能通过简单短小的文件传输,XML能够精确描述信息,可以更智能化地处理浏览器这样的应用程序信息。智能化的优点把XML推到WEB上通用媒介的位置。
2利用XSLT来定义代码模板设计(UseXSLTtodefineacodetemplatedesign)
XSLT是对XML文档进行转换的一种语言。XML文档能够通过XSLT对数据进行过滤、排序、编辑、计算等操作转换为其他结构(包括XML结构)的文档,譬如HTML文档、纯文档等等。在XSLT把数据库表结构转换为XML文档之后,系统所需的代码模板能够使用XSLT技术以及XML文档结构定义而来,最后系统所需目标源代码,能够使用上述的代码模板自动转换成XML文档输出。图1为目标源代码经过XML描述文件转换的原理图,样式表是按照SQL-99规范和特定数据库生成相应的脚本文件。样式表是XSLT定义的一系列用于转换的指令元素,这些指令书写的文档就是样式表。样式表它本身亦是一个XML文档。一个样式表包括很多模板规则,其中一个模板规则又可以包括一个模式和一个模板指令。模板指令的一个属性——模式,它是一个XPath表达式,它可以用于匹配源树中的元素。要使得本模板指令被处理,那么需要本模板和源树中被处理的元素匹配,这个处理的过程称为模板实例化。在模板指令里面,既包括文字结果元素,它是直接输出到结果文档中的元素,亦包括有其他指令,这些指令可以使用XPath表达式选择并处理源树中其他节点。而应用模板指令xsl:apply-templates也有可能会调用自身或其他与选用的节点集匹配的模板。只要有模板实例化,这些指令就会被执行并产生相应的片段输出到结果文档中。这就是XSLT代码模板格式化XML文件的整个流程。
3系统实现(Systemimplementation)
一个XML文档可以使用多个模板来输出,所以客户端能够十分便捷地在原有的内容基础上构造适合自己的访问站点,如前面所介绍那样,通过“内容(XML)+显示模板(XSL)=内容发布”就能够使用高效准确的办法完成。在特殊需要的情况下,我们可以让站点维护人员在使用模板之外,能够十分灵活地定制各种特殊的不同需求的显示需要。系统能够提供一个在线页面编辑的子系统,这个子系统的显示效果,可以是显而易见的,可以是用户端直接编辑文档的。这个子系统的功能可以满足绝大部分用户端编辑文档的需求,而且它的操作也非常简单,非常容易使用。用户端可以凭着日常办公软件操作的经验,即使不懂或不去了解HTML语言的格式也可使用,这样一来,就可以大大降低用户端的操作技能要求,从而大大降低维护成本。这个在线页面编辑子系统本身也是基于Web的,用Javescript编写而成。本文来自于《软件工程师》杂志。软件工程师杂志简介详见
4结论(Conclusion)
如何提高基于WEB的数据库应用开发速度和精确性,对于很多系统开发企业与程序员来说是个很有挑战性的问题。论文在深入研究XML与XSLT技术的基础上,设计与实现了动态网页自动生成系统。在代码模型设计的基础上的设计实现了XSL转换文件,它主要解决了与实现业务和业务层的两个相关的部分,实体类和操作类,还有表示层的具体实现。
第二篇:CRM论文:基于CRM的高校学生管理系统研究与实现
CRM论文:基于CRM的高校学生管理系统研究与实现
【中文摘要】随着高等教育的发展,高校在校学生群体不断壮大,相关的数据量越来越庞大,提供和使用学生数据信息的部门和用户群体越来越多,传统的学生管理方法已经明显无法适应现今的管理需求,利用基于网络的管理信息系统(MIS)对学生管理进行系统整合已成为必然趋势。随着高校管理体制的改革与发展,面向学生的管理理念逐步向服务理念靠拢,越来越多的CRM(客户关系管理)思想已经应用于学生管理实际工作当中,如“以客户为中心”,“注重客户满意度与忠诚度”,“延长客户生命周期”,“充分利用客户信息进行数据分析与数据挖掘”等。而现行的学生管理系统大部分还只有纯粹的“管理”功能,急需新的理念融入其中。因此许多高校需要建立一套与原有学生管理系统不同的,基于客户服务理念的拥有统一网络平台的学生管理系统。该系统的建立,可以提升高校学生管理的水平,适应学生管理工作改革的各项要求,同时也符合高校建立信息化、数字化校园的发展方向。文章对高校学生管理系统做了基础调研后,综合分析,对实现基于CRM的学生管理系统进行了需求分析,技术可行性分析。在这些前期工作的基础上,进行的系统的网络结构设计、逻辑结构设计、详细结构设计、以及数据库结构设计等。在系统的实现部分,我们有针对性的选择学生基本信息管理、选课信息管理、以及学生成绩管理模块作为实现对象,融入CRM思想,让系统能够实现学生与管理人员互动沟通,在相应的模块进行数据挖掘、分析教学成果对学生实施个性
化教学等。在系统实现的基础上我们在windows环境下进行了系统的功能测试、压力测试、安全测试等,对系统的实现进行了评价,初步达到了预期。高校学生管理系统融入CRM思想是一个较新的研究领域,还有很多需要做的工作,由于时间仓促,限于个人能力,系统还有很多不完善的地方,需要进一步研究。
【英文摘要】With the development of higher education, college students’population has grown increasingly in the school.And students of the relevant data quantity become large, department provide and use student information which becomes more and more.The traditional student management method has obvious can’t adapt to today’s management requirements;Use of web-based management information system(MIS)to integrate student management system has become an inevitable trend.As college management system reform and development, facing the student management idea gradually moving to service concept, more and more CRM(customer relationship management)thought has been used in the student management practical work.Such as “take the customer as the center”, “pay attention to customer satisfaction and loyalty”, “customer lifecycle extension”, and “make full use of customer information data analysis and data mining” etc.The majority of the existing student management system has only a pure “management”
function, need new ideas into one.Therefore, many colleges and universities need to establish a difference with the existing student management system, based on the concept of customer service for students with a unified network platform management system.The set up of this system, can promote the college student management level, adapt the student management work requirements of reform, also with the establishment of the informationized, digital campus development direction.The paper has analyzed university student management system of basic research, to achieve the comprehensive analysis, the student management system based on CRM the requirement analysis, technical feasibility analysis.?In the previous work, based on the network structure of the system design, logic design, detailed design, and database structure design.?Implementation part of the system, we have targeted to select basic information management of the students, information management elective, and student performance management module as to achieve the object, Thinking into the CRM so that the system can achieve interactive communication with management and students, in the appropriate module for data mining, analysis of the results of teaching, and then to implement individualized teaching for students.Based on system
realization, we in Windows environment the system function test, pressure testing, safety testing, the system implementation evaluation, preliminary reach the expected purpose.? Student Management system into the CRM idea is a relatively new area of research, there are a lot of work needs to be done, due to time constraints, limited personal ability, there are many inadequacies in the system, needs further study.【关键词】CRM 学生管理系统 ASP.NET 【英文关键词】CRM student management system ASP.NET 【目录】基于CRM的高校学生管理系统研究与实现4-5ABSTRACT5-6
第一章 绪论12-16
摘要1.1 选题1.3 本文的第二章 研
2.1.1 来源和依据12-13内容和意义13-14
1.2 国内外研究现状131.4 论文结构安排14-16究和开发的关键技术16-29CRM 的概念及理论16-1818-20结构22-23术简介23-24
2.1 CRM 简介16-222.1.2 CRM 的发展历程2.1.3 CRM 的分类20-22
2.3 ASP.NET 技术23-26
2.2 B/S 模式三层体系
2.3.1 ASP.NET 技
2.4 第三章 系统
3.2
2.3.2 ASP.NET 的优点24-26
2.5 本章小结28-29ADO.NET 技术26-28的分析和设计29-48系统安全性分析30-31
3.1 系统可行性分析29-303.3 系统的总体设计
31-373.3.1 系统网络架构31-323.3.2 系统功能模
3.4.1 数据块设计32-373.4 系统的详细设计37-47库概念设计E-R 图37-3939-4147-4848-50信息50-52
3.4.2 数据库逻辑表结构设计
3.5 本章小结4.1 系统登录4.2.1 添加学生
4.2.3 查4.3.1 修4.4.1 录4.5 功4.7 数据挖第五章 系统的测5.1.1 系统测5.1.3 系统测试
5.3 3.4.3 程序流程图设计41-47第四章 系统的具体实现48-684.2 学生基本信息管理50-56
4.2.2 显示所有学生信息52-54
4.3 课程信息管理56-574.4 学生成绩管理57-604.4.2 学生成绩统计58-604.6 组权限管理61-634.8 本章小结67-685.1 系统的测试68-70询学生信息54-56改课程信息56-57入学生成绩57-58能模块管理60-61掘的实现63-67试和评价68-71试环境685.1.2 系统测试方法68-69方案的设计69-70本章小结70-71总结71文献73-75
5.2 系统的测试结果及评价70第六章 结束语71-72
6.1 论文的工作
参考6.2 问题与展望71-72致谢72-73
攻硕期间取得的研究成果75-76
第三篇:ISO9000的质量管理信息系统研究论文
摘要:针对高等职业院校教学管理的特点,对ISO9000质量管理体系进行全面的改进,使之符合高等职业教育教学发展的一般规律,能够让ISO9000标准具体落实到高职高专院校的具体教学管理上,对教学管理的各个环节进行充分的调研和论证,找出教学管理工作的关键点和关键流程。文章对基于ISO9000的质量管理信息系统进行了研究。
关键词:ISO9000;质量管理信息系统;高等职业院校;教学管理;系统开发理念
内蒙古商贸职业学院作为一所高等职业院校,学院在教学管理方面的信息化建设起步较晚,长久以来学校的各种管理工作大多都是以手工方式完成。由于手工操作的限制,基本上无法跳出传统的管理模式及方法,进行现代化的教学管理模式改革势在必行。近几年来,伴随着学院进一步的发展,学院加大了校园数字化建设的建设力度,为教学管理信息化的实现提供了有力、可行、可靠的系统平台和网络环境,教学管理的信息化与数字化日益完善。由此,对ISO9000的质量管理信息系统进行分析和研究尤其重要。
1系统开发理念
在ISO9000标准中,规定了组织质量管理是一个系统,其中包含了一系列过程,这些过程相互作用和关联形成了一个网络。在此基础上进行信息数据模型的建立,从而完成信息系统的构建。质量文件是ISO9000质量管理体系中质量信息的载体,其通常的出现和存在形式是质量报告、质量报表、质量记录等。因此,从特定的方面看来进行分析,可以将组织的质量管理过程当作一系列横向流程化管理过程,其中主要包括了质量文件、质量数据等方面的内容。将这一开发理念为基础,在分析系统的时候,会形成质量文件、信息数据、过程这三个相关的管理对象。
2系统过程分析
2.1识别
产品实现、资源管理、测量分析改进、管理职责等是质量管理体系中的重要部分,其中直接过程通常包括了相关的测量和监视以及有关于产品服务实现的过程,在系统中,这些过程都是较为重要的主过程。所以在其他的过程中,可以通过支撑过程的形式来对其进行看待。直接实现增值价值,主要是在主过程中实现的。但是,在支持过程中,这种直接的增值方式却不能直接实现。不过,它却能够通过管理支持、资源保证等的提供,间接地在增值活动中进行参与,因此其在通常情况下都具有较为特殊的意义。但是,在建立基于ISO9000的质量管理信息系统的过程中,不能仅仅依靠主过程和支持过程之间的关系,还应当进一步对过程进行分解和分析,才能够满足实际要求。
2.2分解
在主过程和支持过程中,存在着很多的子过程,那么展开和认识这些子过程,就能够对相应的具体活动信息进行获取。在具体进行分解过程的时候,应当基于几个主要的过程,分别对各个体系过程进行识别,然后再对其进行分解,从而得到相应的活动和子过程。根据不同行业和组织的管理方式与特点,在过程分解的时候,应当注意的是,不能够无限制地对过程进行分解,如果将其分解到单一的活动,就会失去其本来的意义。同时,如果不能准确地把握过程的输入和输出。对于这些问题,在对其进行看待的过程中,可以对一系列的相关活动加以利用,然后在上一个层次的过程中,其进行归入。同时,要将其原有的单独过程的地位进行取消。对过程进行识别的过程中,应当对相关的组织程序文件进行充分的参考和结合。具体来说,这些程序文件主要是基于ISO9000标准,并针对组织自身需求制定的。在分解过程中,要以此程序文件为基础,对标准要求进行兼顾,从而确保合理地进行分解。此外,在进行活动或子过程的分解中,应当良好地掌握分解程度,确保分解之后的活动或子过程具有实际意义。
2.3优化
在分解和识别过程之后,应当结合信息系统开发的实际需求,来优化组织原有的过程。通过这种方式,能够使质量管理体系的有效性、运行效率都得到良好的提升,同时还能够确保组织流程、信息系统等具有良好的适应性在过程优化中,可以结合质量管理的基本要求,来优化和再造过程。此外,还可以结合信息系统的建立要求,来优化和组合活动与过程。在过程优化中,基于管理思想,不能直接产生产值,也没有能够合并与削减的增值过程。同时,可以适当地合并具有相同或相似的转化操作、输入输出过程。对于事后检验过程,也应当尽量减少,从而使预防控制过程的能力进行提高。此外,应当转变工作过程,将职能管理中心更改为过程方法中心。另外,可以分解组合活动,从而达到基本信息分析单位。在开发系统中,系统分析和管理需要少量精简的输入输出过程。
3信息数据分析
3.1系统的基本单元
在质量管理信息系统中,主要包括通信网络、信息处理单元、信息源等方面的内容,其中通信网络主要是对数据库、通信、计算机等技术加以利用,结合必须的软硬件资源,进行数据通信网络的构建。通过通信网络来传递信息,从而串联信息处理单元和信息源,形成完整的管理系统。在信息加工中,质量信息处理单元是较为基础性的单位,能够处理输入信息,输出相应的质量信息。在质量信息中,主要包括了输入、处理、约束、存储、输出等部分。产生信息的源泉就是质量信息源,在整个质量信息管理系统中,是一种输入性质的存在。组织中的最终信息源,通常是基层质量管理单位,或是一线工作岗位,亦或是过程初始阶段。而在开发系统的过程中,对信息源进行确认和区分,是最基本的出发点。
3.2信息数据的分析
基于一定的控制和约束,对输入进行转化,使之成为输出,这一过程的操作称为活动。在活动输入形式方面,主要包括实物、信息等。无论是何种输入形式,都会有信息随之发生流动和转移。因此,基于信息流通的角度,利用加工处理对一组输入信息进行转变,使之成为一组输出信息的过程,即为活动。在信息处理单元中,活动具有较为基本的性质和意义。在输入和输出活动的过程中,也就是输入和输出信息处理单元的过程。而转化活动操作的过程,也就是加工信息处理单元的过程。所以,在ISO9000质量管理体系中,分析了相关的信息数据,分析和确定了信息处理单元,就能够分析和确定活动中的信息管理。在系统开发的时候,组织质量管理工作流程,主要是由过程模型所提供的,而对于系统功能构架来说,过程模型是重要的基础。在基于ISO9000的质量管理信息系统中,收集信息、查询信息、存储信息等管理活动,对其进行分析,就能够形成基于过程的信息分析。
3.3质量文件的管理
信息及其载体通常是以文件的形式出现,它能够以各种不同的形式存在,例如记录表、照片、计算机硬盘、光盘、纸张、图纸等。而质量文件是质量信息的基本载体,作为管理对象来说,在质量信息管理系统中,具有最为直接的位置。在组织实际运作中,大多都是通过管理质量文件,来实现管理质量信息的目的。针对基层工作中的过程来说,通常使对原始的质量数据进行输入,而对相应的质量记录进行输出。在这一过程中,处理信息的流程主要就是统计和记录信息。在质量管理中,通常会分析和统计相关的质量记录,并且对质量报告和质量报表等进行制作,为高层制定决策提供依据。在高层中,根据这些信息做出相应的判断和分析,从而通过相应指令的发布对组织质量工作管理进行指导。
4系统构建
基于建立数据模型和过程分析,能够对ISO9000质量管理信息系统的框架进行构建。在开发和设计信息系统的过程中,应当基于过程分析来进行,对过程模型进行建立,然后分析相关的过程信息。在设计系统的过程中,主要包括了系统功能模块开发、通信网络建设、数据库设计等方面的内容。在系统中,主要包括硬件资源层、网络层、应用层、数据库、操作系统等。在应用层中,对模块化开发方式进行应用,以不同的管理和过程对象,对各个功能模块进行划分。在各个模块之间,相互保持着独立的关系,系统资源则是通过数据库进行调用。通过这种方式能够对各个子模块的安全性提供保障,同时也能够使系统的操作性得到提升,从而更加方便于系统的二次开发。在过程中,一系列的活动以及活动中产生的相关信息,与该系列信息质量文件相对应。基于过程分析,对信息数据模式、过程模型等进行建立。同时,对管理方法、管理文件等进行辨别,从而实现控制和管理质量文件的和过程。在设计系统访问模式的过程中,由于B/S结构和C/S结构具有不同的特点,因此,应用了混合的方式进行。在组织内部,系统对C/S结构进行了应用将客户端PC处理能力进行了充分的发挥,从而提供了更多的操作功能给用户,这样就能够使系统的访问速度得到极大的提升。而对于远程用户来说,则对B/S结构进行了应用,通过登录浏览器系统,能够有效地确保系统的灵活性与安全性,从而使基于ISO9000的质量管理信息系统能够更好地发挥作用。
5结语
在当前社会中,为了确保企业和产品的质量,在其进入市场之前,应当对其进行严格的质量把关。为了达到这一目的,一个严格、可靠的质量管理体系十分重要。而在这一领域中,ISO9000质量管理体系是一种十分常用的、权威的质量管理体系。因此,应当基于ISO9000进行质量管理信息系统的建立,从而确保其能够更好地发挥作用。
作者:田智 冯建平高云胜 单位:内蒙古商贸职业学院
参考文献
[1]武马群,童遵龙,黎梅,等.基于ISO9000质量管理体系标准的高等职业教育教学质量管理与保障体系研究实践[J].中国职业技术教育,2014,(32).
[2]姬浩,吕美,苏兵,等.基于ISO9000的高校实践教学过程控制和质量管理体系研究[J].科技资讯,2015,(7).
[3]罗家国,王祖麟,丁凌蓉,等.基于ISO9000的高校实践教学质量保障体系的构建[J].赣南师范学院学报,2013,(6).
第四篇:工作流技术论文:高校分布式协同办公系统研究与实现
工作流技术论文:高校分布式协同办公系统研究与实现
【中文摘要】分布式协同办公系统是一种基于先进的网络互连基础上的分布式软件系统,它通过有效的资源共享和信息交流与发布,其是提高个人工作效率、缩减劳动强度,以及减少重复的劳动。它重点强调人好人和人之间、部门和部门之间、企业之间的协同工作,及相互之间进行有效的交流和沟通。时至今日,分布式协同办公系统已经逐渐发展成为一门比较成熟的综合学科,其中涉及了诸多领域的学科内容,它正成为现代计算机应用的一个极其活跃的领域。本系统采用了“一校各地”的分布式异地协同的办公方式。总体上的框架是B/S(浏览器/服务器)结构,基于Domino Notes群件技术,综合ASP.NET、XML进行开发。系统运行的服务器平台是Windows 2003 Server,软件平台是IBM Lotus Domino/Notes 8.0,数据库存储管理平台是Lotus Notes数据库。本文对分布式协同办公自动化系统设计与实现进行了详细讨论,并对工作流相关技术做了深入的研究,同时也给出了系统部署、实施和项目管理等相关内容的说明。本文研究与设计的办公自动化系统在建成后将能够满足天津广播电视大学的学校教职员工的办公需求,针对学校“一校各地”的工作模式特点,加强了总校与各地分校之间、教职员工同部门之间、部门同部门之间的协作与沟通,并同时实现了将散落在个人和部门的信息进行集中的管理,有效利用。这不仅替代了原有的人工业务协作模式,提高了教职员工的工作效率,降低了劳动强度,而且,更加使得天津广播电视大学在教
育体制改革与发展的浪潮中进一步增强了自身的竞争力。
【英文摘要】Distributed collaborative office system is the use of effective resources sharing and information exchange, release, improve personal work efficiency and narrow labor intensity, the decrease of the repeated labor purpose is based on an advanced network interconnection based on distributed software systems.It emphasizes man and the good people, between departments and divisions between, between enterprise’s work together, and each other for effective communication.It is a science is developing comprehensive discipline involved in many areas of disciplines, is now a computer application of an extremely active field.This thesis of office automation system is in order to adapt to the tianjin radio and television university is “a school around” office demand to specifically for the design and development of a set of comprehensive coordination office system.The system through provide powerful communication platform, workflow automation, document database and information exchange and internal resources sharing, by function, strengthen total school mass with the regional branch, between staff with between departments, departments with cooperation and communication between departments, will be scattered in the personal and
department for centralized management information, effective use, at the same time to improve the work efficiency and reduce labor.This system uses a “one university of distributed collaborative around” office way.The overall frame is B/S(browser/server)structure, based on the Domino Notes of groupware, comprehensive asp.net, XML development.Of the system operation Server platform is Windows 2000 Server, software platform is IBM Lotus Domino/Notes 6.5, data inventory store management platform is Lotus Notes database.【关键词】工作流技术 办公自动化 协同工作平台
【英文关键词】Workflow technology Office automation Collaborative working platform 【目录】高校分布式协同办公系统研究与实现4-5Abstract5
第一章 绪论9-14
摘要1.1 课题研究的背景和意义9-10状10-1210-12结构13-14
1.2 国内外对办公自动化系统研究的现
1.2.2 国内研究现状
1.4 本文组织
2.1 工作流
2.1.2 2.2.1 2.2.3 工2.4 工作1.2.1 国外研究现状101.3 本课题主要研究工作
12-13
第二章 工作流技术介绍14-24
2.1.1 工作流的各种定义15
2.2 模型16-22技术的概念14-16工作流管理系统的定义15-16工作流元模型16-17作流接口类型18-22
2.2.2 过程建模17-182.3 工作流管理系统22
流系统中的业务过程描述及其分析22-2323-2424-2529-3029-303030-31设目标31计31-32第三章 系统需求分析24-313.2 系统功能需求25-293.3.1 性能需求293.4 系统实施需求303.4.2 运行环境约束30
2.5 本章小结3.1 系统业务需求3.3 系统非功能需求
3.3.2 质量需求3.4.1 开发环境约束3.5 本章小结
4.1 系统建第四章 办公自动化系统设计31-534.2 系统设计原则31
4.3 系统网络架构设
4.4.1 办4.4 分布式工作流模型设计32-35公自动化OA 系统工作流程32-33型规划与设计33-34总体架构设计35-36系统逻辑结构36系统界面设计38-4338-3939-434344-45
4.4.2 分布式工作流系统模
4.5 4.5.2 4.7
4.4.3 工作流流程设计34-354.5.1 系统技术架构35-364.6 建立系统的体系结构36-384.7.1 系统界面设计原则
4.7.3 个人办公界面4.7.2 界面划分394.7.4 子系统专用界面434.9 数据库设计43-50
4.8 系统安全性设计
4.9.1 主要E-R 图
4.10 数据集成接第五章 办公系统
5.2 系5.2.2 4.9.2 系统主要数据表45-50
4.11 本章小结51-53口设计50-51的实现与测试53-80统功能实现54-72系统主要模块的实现
5.1 系统实现环境53-545.2.1 系统主要界面54-6161-72
5.3 ASP.NET 安全机制实现
72-7575-7878-7980-825.4 系统测试75-795.4.2 系统性能测试785.5 本章小结79-806.1 系统开发总结805.4.1 系统功能性测试
5.4.3 系统测试总结第六章 结论与展望6.2 前景展望80-82致谢
82-83
参考文献
83-86
第五篇:ABS系统研究论文
摘要:
利用机械动力学仿真软件ADAMS 建立汽车ABS的机械动力学模型,在MATLAB/SIMULINK 环境下建立Jetta GTX 轿车的ABS 控制模型,构成了ABS 机电液一体化联合仿真的动力学控制模型。利用MATLAB确定了ABS 的控制参数的门限值,进行了仿真结果数据处理和分析,与大量的ABS 实车道路试验数据对比,改进模型准确度,获得了正确和可行的ABS 仿真控制模型,为加速开发ABS 的控制算法奠定了基础。
关键词:ABS 动力学控制模型 联合仿真 ADAMS MATLAB/SIMULINK
第一章 概述
“ABS”(Anti-lockedBrakingSystem)中文译为“防抱死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术,可分机械式和电子式两种。
现代汽车上大量安装防抱死制动系统,ABS既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
普通制动系统在湿滑路面上制动,或在紧急制动的时候,车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。
近年来由于汽车消费者对安全的日益重视,大部分的车都已将ABS列为标准配备。如果没有ABS,紧急制动通常会造成轮胎抱死,这时,滚动摩擦变成滑动摩擦,制动力大大下降。而且如果前轮抱死,车辆就失去了转向能力;如果后轮先抱死,车辆容易产生侧滑,使车行方向变得无法控制。所以,ABS系统通过电子机械的控制,以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放,来达到防止车轮抱死,确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力,使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力。
随着世界汽车工业的迅猛发展,安全性日益成为人们选购汽车的重要依据。目前广泛采用的防抱制动系统(ABS)使人们对安全性要求得以充分的满足。
汽车制动防抱系统,简称为ABS,是提高汽车被动安全性的一个重要装置。有人说制动防抱系统是汽车安全措施中继安全带之后的又一重大进展。汽车制动系统是汽车上关系到乘客安全性最重要的二个系统之一。随着世界汽车工业的迅猛发展,汽车的安全性越来越为人们重视。汽车制动防抱系统,是提高汽车制动安全性的又一重大进步。
ABS防抱制动系统由汽车微电脑控制,当车辆制动时,它能使车轮保持转动,从而帮助驾驶员控制车辆达到安全的停车。这种防抱制动系统是用速度传感器检测车轮速度,然后把车轮速度信号传送到微电脑里,微电脑根据输入车轮速度,通过重复地减少或增加在轮子上的制动压力来控制车轮的打滑率,保持车轮转动。在制动过程中保持车轮转动,不但可保证控制行驶方向的能力,而且,在大部分路面情况下,与抱死〔锁死〕车轮相比,能提供更高的制动力量。
第二章 发展历程
ABS系统的发展可以追溯到本世纪初期,早在1928年制动防抱理论就被提出,在30年代机械式制动防抱系统就开始在火车和飞机上获得应用,博世(BOSCH)公司在1936年第一个获得了用电磁式车轮转速传感器获取车轮转速的制动防抱系统的专利权。
进入50年代,汽车制动防抱系统开始受到较为广泛的关注。福特(FORD)公司曾于1954年将飞机的制动防抱系统移置在林肯(LINCOIN)轿车上,凯尔塞·海伊斯(KELSEHAYES)公司在1957年对称为“AUTOMATIC”的制动防抱系统进行了试验研究,研究结果表明制动防抱系统确实可以在制动过程中防止汽车失去方向控制,并且能够缩短制动距离;克莱斯(CHRYSLER)公司在这一时期也对称为“SKIDCONTROL”的制动防抱系统进行了试验研究。由于这一时期的各种制动防抱系统采用的都是机械式车轮转速传感器的机械式制动压力调节装置,因此,获取的车轮转速信号不够精确,制动压力调节的适时性和精确性也难于保证,控制效果并不理想。
随着电子技术的发展,电子控制制动防抱系统的发展成为可能。在60年代后期和70年代初期,一些电子控制的制动防抱系统开始进入产品化阶段。凯尔塞·海伊斯公司在1968年研制生产了称为“SURETRACK”两轮制动防抱系统,该系统由电子控制装置根据电磁式转速传感器输入的后轮转速信号,对制动过程中后轮的运动状态进行判定,通过控制由真空驱动的制动压力调节装置对后制动轮缸的制动压力进行调节,并在1969年被福特公司装备在雷鸟(THUNDERBIRD)和大陆·马克III(CONTINENTALMKIII)轿车上。
克莱斯勒公司与本迪克斯(BENDIX)公司合作研制的称“SURE-TRACK”的能防止4个车轮被制动抱死的系统,在1971年开始装备帝国(IMPERIAL)轿车,其结构原理与凯尔塞·海伊斯的“SURE-TRACK”基本相同,两者不同之处,只是在于两个还是四个车轮有防抱制动。博世公司和泰威(TEVES)公司在这一时期也都研制了各自第一代电子控制制动防抱系统,这两种制动防抱系统都是由电子控制装置对设置在制动管路中的电磁阀进行控制,直接对各制动轮以电子控制压力进行调节。
别克(BUICK)公司在1971年研制了由电子控制装置自动中断发动机点火,以减小发动机输出转矩,防止驱动车轮发生滑转的驱动防抱转系统.瓦布科(WABCO)公司与奔驰(BENZ)公司合作,在1975年首次将制动防抱系统装备在气压制动的载贷汽车上。
第一台防抱死制动系统ABS(Ant-ilockBrakeSystem),在1950年问世,首先被应用在航空领域的飞机上,1968年开始研究在汽车上应用。70年代,由于欧美七国生产的新型轿车的前轮或前后轮开始采用盘式制动器,促使了ABS在汽车上的应用。1980年后,电脑控制的ABS逐渐在欧洲、美国及亚洲日本的汽车上迅速扩大。到目前为止,一些中高级豪华轿车,如西德的奔驰、宝马、雅迪、保时捷、欧宝等系列,英国的劳斯来斯、捷达、路华、宾利等系列,意大利的法拉利、的爱快、领先、快意等系列,法国的波尔舍系列,美国福特的TX3、30X、红彗星及克莱斯勒的帝王、纽约豪客、男爵、道奇、顺风等系列,日本的思域,凌志、豪华本田、奔跃、俊朗、淑女300Z等系列,均采用了先进的ABS。到1993年,美国在轿车上安装ABS已达46%,现今在世界各国生产的轿车中有近75%的轿车应用ABS。
现今全世界已有本迪克斯、波许、摩根.戴维斯、海斯.凯尔西、苏麦汤姆、本田、日本无限等许多公司生产ABS,它们中又有整体和非整体之分。预计随着轿车的迅速发展,将会有更多的厂家生产。
这一时期的各种ABS系统都是采用模拟式电子控制装置,由于模拟式电子控制装置存在着反应速慢、控制精度低、易受干扰等缺陷,致使各种ABS系统均末达到预期的控制效果,所以,这些防抱控制系统很快就不再被采用了。
进入70年代后期,数字式电子技术和大规模集成电路的迅速发展,为ABS系统向实用化发展奠定了技术基础。博世公司在1978年首先推出了采用数字式电子控制装置的制动防泡系统--博世ABS2,并且装置在奔驰轿车上,由此揭开了现代ABS系统发展的序幕。尽管博世ABS2的电子控制装置仍然是由分离元件组成的控制装置,但由于数字式电子控制装置与模拟式电子控制装置相比,其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高,因此,博世ABS2的控制效果己相当理想。从此之后,欧、美、日的许多制动器专业公司和汽车公司相继研制了形式多详的ABS系统。
“自动防抱死刹车”的原理并不难懂,在遭遇紧急情况时,未安装ABS系统的车辆来不及分段缓刹只能立刻踩死。由于车辆冲刺惯性,瞬间可能发生侧滑、行驶轨迹偏移与车身方向不受控制等危险状况!而装有ABS系统的车辆在车轮即将达到抱死临界点时,刹车在一秒内可作用60至120次,相当于不停地刹车、放松,即相似于机械自动化的“点刹”动作。此举可避免紧急刹车时方向失控与车轮侧滑,同时加大轮胎摩擦力,使刹车效率达到90%以上。
从微观上分析,在轮胎从滚动变为滑动的临界点时轮胎与地面的摩擦力达到最大。在汽车起步时可充分发挥引擎动力输出(缩短加速时间),如果在刹车时则减速效果最大(刹车距离最短)。ABS系统内控制器利用液压装置控制刹车压力在轮胎发生滑动的临界点反复摆动,使在刹车盘不断重复接触、离开的过程而保持轮胎抓地力最接近最大理论值,达到最佳刹车效果。
ABS的运作原理看来简单,但从无到有的过程却经历过不少挫折(中间缺乏关键技术)!1908年英国工程师J.E.Francis提出了“铁路车辆车轮抱死滑动控制器”理论,但却无法将它实用化。接下来的30年中,包括Karl Wessel的“刹车力控制器”、Werner Möhl的“液压刹车安全装置”与Richard Trappe的“车轮抱死防止器”等尝试都宣告失败。在1941年出版的《汽车科技手册》中写到:“到现在为止,任何通过机械装置防止车轮抱死危险的尝试皆尚未成功,当这项装置成功的那一天,即是交通安全史上的一个重要里程碑”,可惜该书的作者恐怕没想到这一天竟还要再等30年之久。
当时开发刹车防抱死装置的技术瓶颈是什么?首先该装置需要一套系统实时监测轮胎速度变化量并立即通过液压系统调整刹车压力大小,在那个没有集成电路与计算机的年代,没有任何机械装置能够达成如此敏捷的反应!等到ABS系统的诞生露出一线曙光时,已经是半导体技术有了初步规模的1960年代早期。
精于汽车电子系统的德国公司Bosch(博世)研发ABS系统的起源要追溯到1936年,当年Bosch申请“机动车辆防止刹车抱死装置”的专利。1964年(也是集成电路诞生的一年)Bosch公司再度开始ABS的研发计划,最后有了“通过电子装置控制来防止车轮抱死是可行的”结论,这是ABS(Antilock Braking System)名词在历史上第一次出现!世界上第一具ABS原型机于1966年出现,向世人证明“缩短刹车距离”并非不可能完成的任务。因为投入的资金过于庞大,ABS初期的应用仅限于铁路车辆或航空器。Teldix GmbH公司从1970年和奔驰车厂合作开发出第一具用于道路车辆的原型机——ABS 1,该系统已具备量产基础,但可靠性不足,而且控制单元内的组件超过1000个,不但成本过高也很容易发生故障。
1973年Bosch公司购得50%的Teldix GmbH公司股权及ABS领域的研发成果,1975年AEG、Teldix与Bosch达成协议,将ABS系统的开发计划完全委托Bosch公司整合执行。“ABS 2”在3年的努力后诞生!有别于ABS 1采用模拟式电子组件,ABS 2系统完全以数字式组件进行设计,不但控制单元内组件数目从1000个锐减到140个,而且有造价降低、可靠性大幅提升与运算速度明显加快的三大优势。两家德国车厂奔驰与宝马于1978年底决定将ABS 2这项高科技系统装置在S级及7系列车款上。
在诞生的前3年中,ABS系统都苦于成本过于高昂而无法开拓市场。从1978到1980年底,Bosch公司总共才售出24000套ABS系统。所幸第二年即成长到76000套。受到市场上的正面响应,Bosch开始TCS循迹控制系统的研发计划。1983年推出的ABS 2S系统重量由5.5公斤减轻到4.3公斤,控制组件也减少到70个。到了1985年代中期,全球新出厂车辆安装ABS系统的比例首次超过1%,通用车厂也决定把ABS列为旗下主力雪佛兰车系的标准配备。
1986年是另一个值得纪念的年份,除了Bosch公司庆祝售出第100万套ABS系统外,更重要的是Bosch推出史上第一具供民用车使用的TCS/ ASR循迹控制系统。TCS/ ASR的作用是防止汽车起步与加速过程中发生驱动轮打滑,特别是防止车辆过弯时的驱动轮空转,并将打滑控制在10%到20%范围内。由于ASR是通过调整驱动轮的扭矩来控制,因而又叫驱动力控制系统,在日本又称之为TRC或TRAC。
ASR和ABS的工作原理方面有许多共同之处,两者合并使用可形成更佳效果,构成具有防车轮抱死和驱动轮防打滑控制(ABS /ASR)系统。这套系统主要由轮速传感器、ABS/ ASR ECU控制器、ABS驱动器、ASR驱动器、副节气门控制器和主、副节气门位置传感器等组成。在汽车起步、加速及行进过程中,引擎ECU根据轮速传感器输入的信号,当判定驱动轮的打滑现象超过上限值时,就进入防空转程序。首先由引擎ECU降低副节气门以减少进油量,使引擎动力输出扭矩减小。当ECU判定需要对驱动轮进行介入时,会将信号传送到ASR驱动器对驱动轮(一般是前轮)进行控制,以防止驱动轮打滑或使驱动轮的打滑保持在安全范围内。第一款搭载ASR系统的新车型在1987年出现,奔驰S 级再度成为历史的创造者。
随着ABS系统的单价逐渐降低,搭载ABS系统的新车数目于1988年突破了爆炸性成长的临界点,开始飞快成长,当年Bosch的ABS系统销售量首次突破300万套。技术上的突破让Bosch在1989年推出的ABS 2E系统首次将原先分离于引擎室(液压驱动组件)与中控台(电子控制组件)内,必须依赖复杂线路连接的设计更改为“两组件整合为一”设计!ABS 2E系统也是历史上第一个舍弃集成电路,改以一个8 k字节运算速度的微处理器(CPU)负责所有控制工作的ABS系统,再度写下了新的里程碑。该年保时捷车厂正式宣布全车系都已安装了ABS,3年后(1992年)奔驰车厂也决定紧跟保时捷的脚步。
1990年代前半期ABS系统逐渐开始普及于量产车款。Bosch在1993年推出ABS 2E的改良版:ABS 5.0系统,除了体积更小、重量更轻外,ABS 5.0装置了运算速度加倍(16 k字节)的处理器,该公司也在同年年中庆祝售出第1000万套ABS系统。
ABS与ASR/ TCS系统已受到全世界车主的认同,但Bosch的工程团队却并不满足,反而向下一个更具挑战性的目标:ESP(Electronic Stabilty Program,行车动态稳定系统)前进!有别于ABS与TCS仅能增加刹车与加速时的稳定性,ESP在行车过程中任何时刻都能维持车辆在最佳的动态平衡与行车路线上。ESP系统包括转向传感器(监测方向盘转动角度以确定汽车行驶方向是否正确)、车轮传感器(监测每个车轮的速度以确定车轮是否打滑)、摇摆速度传感器(记录汽车绕垂直轴线的运动以确定汽车是否失去控制)与横向加速度传感器(测量过弯时的离心加速度以确定汽车是否在过弯时失去抓地力),在此同时、控制单元通过这些传感器的数据对车辆运行状态进行判断,进而指示一个或多个车轮刹车压力的建立或释放,同时对引擎扭矩作最精准的调节,某些情况下甚至以每秒150次的频率进行反应。整合ABS、EBD、EDL、ASR等系统的ESP让车主只要专注于行车,让计算机轻松应付各种突发状况。
延续过去ABS与ASR诞生时的惯例,奔驰S 级还是首先使用ESP系统的车型(1995年)。4年后奔驰公司就正式宣布全车系都将ESP列为标准配备。在此同时,Bosch于1998及2001年推出的ABS 5.7、ABS 8.0系统仍精益求精,整套系统总重由2.5公斤降至1.6公斤,处理器的运算速度从48 k字节升级到128 k字节,奔驰车厂主要竞争对手宝马与奥迪也于2001年也宣布全车系都将ESP列为标准配备。Bosch车厂于2003年庆祝售出超过一亿套ABS系统及1000万套ESP系统,根据ACEA(欧洲车辆制造协会)的调查,今天每一辆欧洲大陆境内所生产的新车都搭载了ABS系统,全世界也有超过60%的新车拥有此项装置。
“ABS系统大幅度提升刹车稳定性同时缩短刹车所需距离”Robert Bosch GmbH(Bosch公司的全名)董事会成员Wolfgang Drees说。不像安全气囊与安全带(可以透过死亡数目除以车祸数目的比例来分析),属于“防患于未然”的ABS系统较难以真实数据佐证它将多少人从鬼门关前抢回?但据德国保险业协会、汽车安全学会分析了导致严重伤亡交通事故的原因后的研究显示,60%的死亡交通事故是由于侧面撞车引起的,30%到40%是由于超速行驶、突然转向或操作不当引发的。我们有理由相信ABS及其衍生的ASR与ESP系统大幅度降低紧急状况发生车辆失去控制的机率。NHTSA(北美高速公路安全局)曾估计ABS系统拯救了14563名北美驾驶人的性命!
从ABS到ESP,汽车工程师在提升行车稳定性的努力似乎到了极限(民用型ESP系统诞生至今已近10年),不过就算计算机再先进仍须要驾驶人的适当操作才能发挥最大功效。
多数车主都没有遭遇过紧急状况(也希望永远不要),却不能不知道面临关键时刻要如何应对?在紧急情况下踩下刹车时,ABS系统制动分泵会迅速作动,刹车踏板立刻产生异常震动与显著噪音(ABS系统运作中的正常现象),这时你应毫不犹豫地用力将刹车踩死(除非车上拥有EBD刹车力辅助装置,否则大多数驾驶者的刹车力量都不足),另外ABS能防止紧急刹车时的车轮抱死现象、所以前轮仍可控制车身方向。驾驶者应边刹车边打方向进行紧急避险,以向左侧避让路中障碍物为例,应大力踏下刹车踏板、迅速向左转动方向盘90度,向右回轮180度,最后再向左回90度。最后要提的是ABS系统依赖精密的车轮速度传感器判断是否发生抱死情况?平时要经常保持在各个车轮上的传感器的清洁,防止有泥污、油污特别是磁铁性物质粘附在其表面,这些都可能导致传感器失效或输入错误信号而影响ABS系统正常运作。行车前应经常注意仪表板上的ABS故障指示灯,如发现闪烁或长亮,ABS系统可能已经故障(尤其是早期系统),应该尽快到维修厂排除故障。
要提醒的是,ABS/ ASR/ ESP系统虽然是高科技的结晶,但并不是万能的,也别因为有了这些行车主动安全系统就开快车。
第三章 工作原理
控制装置和ABS警示灯等组成,在不同的ABS系统中,制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同,电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子不尽相同。
在常见的ABS系统中,每个车轮上各安装一个转速传感器,将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定,并形成相应的控制指令。制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成,电动泵组成和储液器等组成一个独立的整体,通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。制动压力调节装置受电子控制装置的控制,对各制动轮缸的制动压力进行调节。
ABS的工作过程可以分为常规制动,制动压力保持制动压力减小和制动压力增大等阶段。在常规制动阶段,ABS并不介入制动压力控制,调压电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态,各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态,电动泵也不通电运转,制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于沟通状态,而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态,各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化,此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同
在制动过程中,(如下图所示)电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时,ABS就进入防抱制动压力调节过程。例如,电子控制装置判定右前轮趋于抱死时,电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电,使右前进液电磁阀转入关闭状态,制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸,此时,右前出液电磁阀仍末通电而处于关闭状态,右前制动轮缸中的制动液也不会流出,右前制动轮缸的刮动压力就保持一定,而其它末趋于抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大;如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时,电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死,电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态,右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器,使右前制动轮缸的制动压力迅速减小右前轮的抱死趋势将开始消除,随着右前制动轮缸制动压力的减小,右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速;当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时,电子控制装置就使右前进液电磁阀和出液电磁阀都断电,使进液电磁阀转入开启状态,使出液电磁阀转入关闭状态,同时也使电动泵通电运转,向制动轮缸泵输送制动液,由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸,使右前制动轮缸的制动压力迅速增大,右前轮又开抬减速转动。(参见:汽车电子控制基础,曹家喆 主编,机械工业出版社,2007年10月)
ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制,在峰值附着系数滑动率的附近范围内,直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀,可由电子控制装置分别进行控制,因此,各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节,从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。
尽管各种ABS的结构形式和工作过程并不完全相同,但都是通过对趋于抱死车轮的制动压力进行自适应循环调节,来防止被控制车轮发生制动抱死。
第四章 汽车ABS 机械动力学模型
1.汽车ABS 仿真模型建立的要求:
(1)在仿真建模过程中要考虑到模型的准确性和可信度,在不失真的前提下尽量简化仿真模型,减少自由度数,提高求解效率。
(2)能够正确的根据路面条件、道路状况、制动强度和法向载荷实时计算出车速和轮速,使模型尽可能反映实车的运动状况。
(3)具有仿真建模改进的能力,能方便地修改子模型的参数,不需要花费很大精力或者重新建模,就可以在设计阶段,插入或改变仿真模型。
ADAMS 软件计算功能强大,求解器效率高,具有多种专业模块和工具包,以及与其它CAD 软件的接口,可方便快捷地建立机械动力学模型,支持Fortran 和C 语言,便于用户进行二次开发[1]。基于ADAMS软件的上述优点,利用ADAMS 软件建立汽车制动防抱死系统(ABS)的机械动力学模型。2.模型建立:
汽车是一个复杂的动力学系统,对汽车的ABS 制动性能进行模拟仿真,输入的参数包括制动初速,路面条件如干铺设路面、湿铺设路面、雪路面、冰路面、对开路面、对接路面等,道路状况如直道、弯道、上坡、下坡等和整车参数。输出的参数包括汽车制动过程中整车和车轮的运动状态,如制动时间、制动距离、制动减速度、车轮滑移率、车轮角减速度、制动器制动力、地面制动力、地面侧向力、横摆力矩等。
根据以上研究目的,对整车进行适当简化。汽车悬架系统结构型式和转向系结构型式对汽车制动性能的影响不大,仿真模型中的惯性参数由Pro/ENGINEER 软件三维实体建模计算得到,对悬架系和转向系简化如下:
悬架系统只考虑悬架的垂直变形;转向系忽略车轮定位角和转向传动装置。把汽车简化为具有十个刚体的模型,共14 个自由度。十个刚体分别为车身、一个后非独立悬挂组质量、两个前独立悬挂组质量(两个前轮横摆臂和两个前轮转向节)、四个车轮。两前轮共有3 个自由度,车身具有3 个转动和3 个平动自由度,两后轮各有1 个自由度,前悬架各有一个自由度,后悬架1 个自由度,如图1 所示。
图1 整车仿真模型
1—车身 2—后轮 3—后悬架 4—前轮
5—前悬架 6—横摆臂 7—转向节
仿真模型包括以下几个子模型:
转向系模型:以转向角约束直接作用于左转向节。
前悬架模型:前悬架是独立悬架,一侧的简化模型如图2 所示。转向节简化如图2 中3 所示,用转动副与前轮连接。横摆臂与减振器以球铰分别与转向节和车身连接。
图2 悬架的简化模型
1—车身 2—横摆臂 3—转向节 4—轮胎 5—前悬架 6—弹簧
A—转动副 B—球铰 C—转动副 D—滑柱铰 E—球铰
后悬架是非独立悬架,只考虑垂直方向的自由度,悬架与车身之间用平移副表示它们之间的相对运动,悬架与车身用弹簧阻尼连接,与后轮用转动副连接。
轮胎模型:车辆的各种运动状态主要是通过轮胎与路面的作用力引起的。采用力约束方法,不考虑轮胎拖距、回正力矩以及滚动阻力的影响。采用ADAMS 提供的非线性Pacejka 轮胎模型[2]。
制动器模型:采用美国高速公路车辆仿真模型中的制动器模型。
液压模型:采用ADAMS 中液压模块(ADAMS/Hydraulics)建立制动系统的液压仿真模块。
路面模型:设计出路面模型可进行对开路面和对接路面制动过程的仿真计算。利用ADAMS 中提供的平面(Plane)作为路面模型的基础,定义了平面(Plane)的长、宽等参数,使得汽车制动过程有足够的空间,利用平面-圆(Plane-Circle)接触力(Contact)表示车轮与地面之间的法向作用力。ADAMS轮胎模型中没有附着系数变化的路面模块,为此在ADAMS 提供的路面模块基础上,对对接路面采用在路面模型上加入标记点(Marker)的方法,分别求出前轮和后轮质心到标记点X 方向上的距离。当距离为正时说明轮胎已经跨过了标记点,此时根据所规定的路面情况对轮胎附着系数进行改变,使得模型可以计算路面附着系数变化。对开路面也采取了相同的加入标记点的方法,进行计算左右侧轮胎相对于标记点Y 方向上的距离。(参见:汽车车身电子与控制技术,陈无畏 主编,机械工业出版社,2008年02月)
第五章 制动防抱死系统ABS 的控制模型
在ADAMS 中定义了与MATLAB/SIMULINK 的接口,把ADAMS 中建立的非线性机械模型转化为SIMULINK 的S-FUNCTION 函数,再把S-FUNCTION 函数加入到控制模型里,这样就可以方便的利用SIMULINK 提供的各种强大的工具进行控制模型开发,在MATLAB 软件下进行联合仿真计算[3]。图3 所示为MATLAB/SIMULINK中表示的ADAMS 机械模型,在ADAMS 中定义四个车轮的制动力矩为输入变量,定义四个车轮的速度和滑移率为输出变量,保存在.m 文件中由MATLAB 调用。
图3 ADAMS子模块
图4 所示
为在MATLAB/SIMULINK 下开发的ABS 控制模块,图中深色的部分为ADAMS 生成的子模块,输入参数为制动力矩,输出参数为车轮速度和车轮滑移率,以车轮的加速度/减速度和车轮滑移率为控制参数。(参见:汽车车身电子与控制技术,陈无畏 主编,机械工业出版社,2008年02月)
图4 ABS 仿真控制模型
第六章 ABS 联合仿真控制规律结果与分析
1.确定车轮加速度和参考滑移率的门限值
根据ADAMS 仿真制动过程计算出的车轮加速度曲线,分析出加速度门限值为w&
1、减速度门限值为w&2。车轮滑移率下门限值λ1,上门限值λ2。
车轮的加、减速度和滑移率的门限值的确定是一个反复交替验证过程。方法为:计算车轮的加、减速度和参考滑移率,以参考滑移率为控制参数初步确定车轮的加、减速度的门限值,再以车轮加、减速度门限值控制车轮的滑移率,确定滑移率的门限值。图4 中深色的部分为ADAMS 生成的机械模型,在MATLAB作为一个S-FUNCTION 函数参与运算。通过上述交替验证的方法,车轮滑移率和加速度的仿真变化曲线如图5 所示,实车测试数据如图6 所示。比较图5 和图6,可以看出仿真数据与实车测试数据相吻合,验证了车轮加速度门限值和滑移率门限值的确定是合理的。
图5 仿真试验数据
图6 试车实验数据 图6 实车试验数据
选取适当滑移率门限值λ1,λ2是控制的关键问题之一。如果车轮的滑移率大于路面峰值附着系数相应的滑移率λOPT,车轮的侧向附着力很低。在有侧向风、道路倾斜或转向制动等对车辆产生横向力情况下,或左右车轮的地面制动力不相等时,路面不能提供足够的侧向力使车辆保持行驶方向,车辆容易发生危险的甩尾情况,因此滑移率门限值的上限应小于λOPT。
理想的ABS 系统应能把制动压力调节到一个合适的范围内,使得车轮的滑移率保持在λOPT附近。如果(λ2 - λ1)取值较小,则控制过程的保压时间较短,需进行频繁的压力调节,压力调节器需进行频繁的动作,而压力调节器和制动器需要一定的响应时间,过于频繁的压力调节会使压力调节器和制动器来不及响应,达不到控制效果。如果(λ2 - λ1)取值较大,车轮的运动状态不能及时的控制,车轮的速度波动范围很大,还会造成制动效能降低。2.ABS 的控制周期
控制周期取决于车速信号采集频率,制动压力调节器的响应时间和控制逻辑运算时间之和。在仿真模型里进行了控制周期对ABS 控制影响的分析。
模型中采用了改变控制模型与车辆模型之间的通讯时间来实现控制周期的模拟。以通讯时间为0.1s 和0.15s 为例,得到结果如图7和图8所示。从两图中可以看到控制周期增大,滑移率变化范围增大,说明车轮的线速度变化范围增大,车轮的抱死趋势强烈。在开发ABS 的时候,应尽力缩短控制周期。的联合仿真 图9 为左前轮3~5s 的ABS 仿真试验数据,按照逻辑门限值的方式进行控制。从图9 中可以看出,在加速度为-20m/s2 附近,进行了快速减压,车轮的加速度增大,但车轮速度仍在减小。然后在加速度为-22m/s2 时出现了保压过程,此时滑移率为0.17 左右。紧接着是一个压力逐渐增加的过程,在这个过程中车轮的加速度逐步减小,但车轮速度继续增加,此时车轮滑移率控制在0.1 附近,接着又是一个短暂的保压过程,车轮的加速度增大,此后又开始了新的一轮的制动压力的调节。车轮的加速度在(-20~20)m/s2之间,管路压力在(1.5~4.5)MPa 之间。图10 为道路试验数据,比较两图,仿真数据与试验数据基本吻合。(参见:张跃今,宋健.多体动力学仿真软件-ADAMS 理论及应用研讨.机械科学与技术,1997.9)
图9 左前轮3~5s 的仿真试验数据
图10 左前轮3~5s 的道路试验数据
第七章 结论
(1)用两个软件
ADAMS 和MATLAB/SIMULINK分别建立机械模型和控制模型,发挥各自的优点进行联合仿真计算,精度较高。
(2)采用交替验证的方法,确定车轮滑移率和加速度的门限值效果较好。(3)仿真数据与道路试验数据基本吻合,证明仿真方法和仿真模型可行。(4)此模型较准确地反映ABS 制动过程各参数的变化情况,可以此为基础进行实车的ABS 控 制算法的开发,缩短开发时间,减少开发经费。
(5)此模型还易于扩展,进一步开发和研究ABS 以及与ASR(Acceleration Slip Regulation)、ACC(Adaptive Cruise Control)的集成化系统。
致 谢
在这短短几个月的时间里毕业论文能够得以顺利完成,并非一人之功。感谢所有指导过我的老师,帮助过我的同学和一直关心、支持着我的家人。感谢你们对我的教诲、帮助和鼓励。在这里,我要对你们表示深深的谢意!
感谢我的指导老师——田文超老师,没有您认真、细致的指导就没有这篇论文的顺利完成。和您的交流并不是很多,但只要是您提醒过该注意的地方,我都会记下来。事实证明,这些指导对我帮助很大。
感谢我的父母,没有他们,就没有我的今天。你们的鼓励与支持,是我前进的强大动力和坚实后盾。
最后,感谢身边所有的老师、朋友和同学,感谢你们三年来的关照与宽容,与你们一起走过的缤纷时代,将会是我一生最珍贵的回忆。
参考文献:
1.汽车电子技术,迟瑞娟,李世雄 主编,国防工业出版社,2008年08月 2.汽车电子控制基础,曹家喆 主编,机械工业出版社,2007年10月 3.汽车车身电子与控制技术,陈无畏 主编,机械工业出版社,2008年02月
4.张跃今,宋健.多体动力学仿真软件-ADAMS 理论及应用研讨.机械科学与技 术,1997.9 5.ADAMS Reference Manual Version 12, Mechanical Dynamics, Inc.6.Matlab Referen ce Manual Version 6.1.Mathworks Inc.