农用无人运输车线控制动系统控制策略研究.pdf

摘要

农业作为国民经济的支柱产业，在我国具有至关重要的作用。传统的人工农业

生产已经无法满足现代社会的需求，农业产业的机械化和自动化成为必然趋势。农

用无人运输车作为这一趋势的重要组成部分，具有高度的自主性和智能化水平，能

够提高农业生产效率和质量。由于其在农业生产中的关键作用，其行驶安全性尤为

重要，其制动性能的好坏直接影响到运输车辆的行驶品质。

目前，农用运输车辆大多还在采用传统液压式制动系统，该制动系统存在制动

响应速度慢、制动距离长、制动力度难以控制等问题都直接影响车辆的行驶安全。

机电一体化技术的快速发展，该类传统液压式制动系统或逐渐被市场所淘汰，越来

越多的运输车辆开始采用更为先进制动系统—电子机械式制动系统(Electronic

EechanicalBrakingSystem,EMB)。EMB系统可以通过电子信号控制车辆制动，其响

应速度更快，制动距离更短，可大幅度提高了车辆的制动安全性能。因此，研究和

优化农用无人运输车辆的EMB系统，具有非常重要的现实意义和应用前景。

本文主要对农用无人运输车辆的制动系统进行研究，设计出一款适用于农业无

人运输车辆的制动系统—集成ABS的EMB系统，并提出相关系统的控制算法，通

过联合仿真及实车实验的方法验证了该制动系统应用于农业运输领域的可行性。

首先，明确农用无人运输车辆的制动需求，设计适用于该型车辆的EMB执行机

构，设计提出EMB模糊PID控制策略，对整个EMB制动单元采用串联三闭环控制

结构，实现对EMB系统的精确控制。

其次，将ABS系统与农用无人运输车EMB系统相结合，依次建立单轮、整车

的车辆动力学模型，分别提出ABS单轮PID控制策略及整车控制策略。在Carsim、

Matlab/Simulink平台进行联合仿真试验。通过对比有无ABS的制动数据，对试验结

果进行综合分析，得出该制动系统及相关控制策略能够满足制动需求，同时为后续

实车试验奠定理论基础。

最后，通过农用无人运输车辆在不同行驶环境下的制动试验，对集成ABS的

EMB系统性能进行实车验证，分析相关制动试验数据。结果表明本文所设计EMB

系统及系统控制算法可较大幅度提升农用无人运输车辆的制动品质及效率，为农业

运输车辆线控底盘及制动系统提供一定参考价值。

关键词：农用无人运输车；电子机械式制动系统(EMB)；ABS；模糊PID控制

Abstract

Asthepillarindustryofthenationaleconomy,playsacrucialrole

inChina.Traditionalmanualagriculturalproductionisnolonger

sufficienttomeetthedemandsofmodernsociety,leadingtotheinevitable

trendofmechanizationandautomationintheagriculturalsector.

Agriculturalunmannedtransportvehicles,asanintegralpartofthistrend,

exhibithighlevelsofautonomyandintelligence,enhancingagricultural

productionefficiencyandquality.Duetotheircriticalrolein

agriculturalproduction,ensuringthesafetyoftheiroperationis

paramount,withthebrakingperformancedirectlyinfluencingthedriving

qualityofthesevehicles.

Currently,mosta