汽车电子驻车系统的Simulink仿真分析

1、内容简介

论述了电子驻车制动控制系统的基本结构、组成及功能，并基于 Matlab/Simulink ，构建了包括直流电机、丝杠螺母及其内部零件和相关摩擦力分析的仿真模型，对仿真结果进行分析，论证了模型的有效性。

2、内容说明

Simulink 是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样频率的系统。在 Simulink环境中，利用鼠标就可以在模型窗口中直观地 “ 画 ”出系统模型，然后直接进行仿真。

它为用户提供了方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型就像你用手和纸来画一样容易。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。 Simulink 包含有 sinks （输入方式）、 source（输入源）、 linear（线性环节）、nonlinear （非线性环节）、 connections（连接与接口）和 extra（其他环节）子模型库，而且每个子模型库中包含有相应的功能模块。用户也可以定制和创建用户自己的模块。

利用Matlab/simulink对电子驻车系统电机和减速机构模型进行仿真。得到的仿真模型如图 5 所示。其中电枢电阻 R 的值取 10 ；电枢电感 L 为 0.2H ；电枢转动惯量 J 为 0.4kg*m 2 ；f= 20s*N*m ； KL=35N*m*rad -1 ； S=6mm ； i=1/12.5。

整个电子驻车系统的仿真过程为：ECU根据传感器的信号判断车辆所处的状态，然后发出对应的信号指令，经过一个传递函数后变为电机的输出转矩；该转矩比上整个传递系统的转动惯量后得到对应的角加速度，经过积分得到转动速度。由于电机中有粘性转矩的存在，这里会产生一个反向的电动势加到传递函数之前。在得到转动速度后，继续积分得到对应的转角，这时再通过丝杠螺母传动机构的传动比就能得到对应的直线运动，最后通过拉索直线位移对应制动力的比例可以得到输出力大小。得到输出力后还需要进行反馈控制，这里主要是摩擦力矩和阻力矩两部分，这两部分的阻力需要加载在电机后面。

最后，从电子驻车制动控制系统在车辆中的实际应用环境及系统控制的实时性考虑，选用简便易行的PID控制算法作为电子驻车控制系统的控制器。