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主题:【原创】ABS和模糊逻辑(一) -- 风满袖
我这是随便聊聊,回忆旧学,水平有限,不到之处请大家多多指正,担待则个。
ABS(Anti-lock braking system)估计对汽车有爱好的人都不会陌生,可能知道其原理的人也不少。这里我就再罗嗦两句,凑点字数,呵呵。
我知道ABS原理还是多年前在国内学车的时候,有次学车吃饭碰到一位老司机,和他聊的很不错,于是席间他向我们一班新手开始传授开车经验。其中有一条就是:刹车不要一脚踩死。问其原因,他说一脚踩刹车,轮胎就被全部抱死,这样一来就全靠轮胎接触地面的那部分和地面之间摩擦来减速。速度低时没有问题,速度一高问题就很严重了。因为轮胎和地面摩擦后产生大量热量,瞬时就把轮胎表面的橡胶液化了,液化的橡胶不但帮不了刹车,反而象在轮胎表面和地面间加了一层润滑油一样。刹车效果剧减。所以在当踩完第一脚刹车,感觉速度降下来一点后,应该立刻松一下刹车快速踩第二脚刹车。让轮胎另外没有融化的表面来接触地面,从而彻底刹停。
后来他给我们介绍说ABS就是以类似的原理工作的,ABS通过仪器把一脚刹车分解成若干个小刹车,让轮胎刹一下转一下然后再刹一下。当时听的我们个个点头,学车时时刻想着两脚刹车,结果被教练一顿骂,心里想想:也是教练车的速度,一脚足够了。
后来出国接受再教育上课时正好提到ABS,于是颇有兴趣的开始研究。一看才知道原来教练后来的解释也有点问题。其实ABS运作的原理是根据轮胎转数来控制刹车的。装有ABS轿车的每个轮胎上有一个感应器,来测量各自轮胎的转速。刹车过程中当轮胎转速太低,趋向于抱死状态时,感应器会通知刹车系统,减少这个轮胎的刹车压力;反过来当轮胎转速过快时,它又会通知刹车系统增加这个轮胎的刹车压力。调整好这个最高和最低轮胎转数,车辆就能在高速情况下以最短的距离刹停。
同时ABS还有一个有点就是刹车时的可控制性。在抱死状态下汽车是失控的,打方向盘已经不起任何作用。很多事故就是由于抱死后汽车无法控制而产生的。而ABS可以很好的解决这个问题,由于刹车过程中轮胎还是转动的,所以可以象平时一样打方向来回避危险情况。
但这个和模糊逻辑有什么关系呢?呵呵,我不挖坑,就是想睡觉了。醒来就继续
这里先介绍一下模糊逻辑(Fuzzy Logic)。
模糊逻辑是常见的二元逻辑(Boolen Logic)的扩展,其实说它模糊并不是不需要是非与或这类逻辑关系,和二元逻辑一样它的判断也是必须是很明确的。只是模糊逻辑研究的对象是一些比较难以精确描述的,比如什么是冷热?什么是快慢?或者什么是年轻、中年和年老?这些完全不同于机器或传统计算机的思路。在机器的世界里只有0或1、对或错,必须精确来区分,完全没有这些处于中间状态的概念。但在人的世界里却是到处都是这类中间状态的概念,比如:假设35岁以下算青年,那么一个人35岁多一天算不算青年呢?这个问题如果是机器回答那肯定是不算的,但是要是一个人来回答呢?我估计大部分会说:“应该还算吧?”,但是到某一天,我们又必须告诉他:“Hi,你不年轻了”。
为了解决这类问题,使机器更能理解人的思维。Lofti Zadeh(美国Berkeley大学教授)在1965年发展了模糊集合理论。模糊集合和传统概念中的集合不同。对于传统集合来说,一个元素要么属于它要么就不属于。但是在模糊集合中一个元素是否属于一个集合是不定的,在模糊逻辑中每个值都有若干个概率相连,每个概率相对应于一个模糊集合。比如35岁零一天这个值它就有两个概率,0.9属于年轻集合;0.1属于中年集合。将数值这么一加属性,就比较适合人的思维了。一个人35岁多一天那就是百分之90还是年轻人。(注意:这里的概率和统计学中的概率是不一样的,这里的概率是一个刻度,用来指一个值属于一个集合的可能性是多大。)
不过如果有多个模糊集合,那么这些模糊集合之间又是怎么互相联系的呢?比如在ABS系统中的车速和车轮转速,它们是两个模糊集合,因为都涉及到了快慢的概念。ABS系统是怎样把这两个集合联系起来达到自己的目的的呢?
只能随便说说。呵呵。
abs可以缩短刹车距离?
一般地说abs主要用来控制方向吧?
ABS两个作用,一个是实现最短距离内刹车,一个就是刹车同时车辆的可控制性
i googled a little bit, and I got different answers.
for example:
外链出处:
and
外链出处:
不过风兄的原理有点问题。ABS缩短刹车距离是将轮子维持在转与不转之间,利用静摩擦大于动摩擦的道理,将摩擦力最大化,而不是减少胎面橡胶液化。
ABS最大的用处是在于避免转向轮锁死,导致方向失控。
要磕普的还是会令人头疼的?
记得除了Zadeh外,80年代头上,还有一个罗马尼亚的家伙,也曾经在模糊里面大搅浑水,叫什么来着?
冒昧地提出一个小发现:老兄总在鼓动,鼓动,鼓动……
希望看到老兄也发动,发动,发动……
多谢大家的指正。ABS最初的出发点是实现在刹车过程中的可操控性。减少刹车距离是副产品,这点我搞错了。
To 晨枫:
其实我想说的也是那个意思,将轮子维持在停和不停之间,实现摩擦力最大化。还是你水平高啊,我罗嗦了半天还是没点题,惭愧惭愧。
To 使用尽量中文:
谢谢你摘的文章,确实,在大部分情况下,ABS是可以减少刹车距离的。但是在雪地和松软的地面上ABS只能起反作用,这点我本来想后面再说的,呵呵。