制動器試驗臺的控制方法分析

1、1制動器試驗臺的控制方法分析摘要：本文深入分析了汽車制動器試驗臺的原理以及路試和試驗臺兩種測 試方法，基于等效原理，提出了依據(jù)物理學(xué)知識來設(shè)計并改進(jìn)的電動機電流控制方案的數(shù)學(xué)模型。問題一，依據(jù)路試過程中的平動動能和試驗臺過程中的轉(zhuǎn)動動能的等效原理，建立了等效轉(zhuǎn)動慣量的表達(dá)式 ，得出其慣量是 J 52 2 G J R g ? ? =kg·m2。問題二，根據(jù)物理學(xué)的相關(guān)知識，建立空心圓柱體繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量模型，得出飛輪組中的

2、每個飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，結(jié)合基礎(chǔ)慣 4 4 1 ( 1 2 ) 2 I H R R ?? ? ?量 10kg·m2 ,可以得出機械慣量的八組組合：10， 40，70，100，130，160，190，220 kg·m2。依據(jù)題意，經(jīng)過篩選，通過計算，得出用電動機補償?shù)膽T量分 別為 12 kg·m2 和-18 kg·m2。 問題三，根據(jù)物理學(xué)相關(guān)知識，從而建立了電動機驅(qū)動電流與速度的關(guān)系 I =

3、 k * * ，因而可以解得驅(qū)動電流為 174.8 或－262.2A。 J補 vt ? v0t ? rA問題四，我們從能量誤差對該控制方法進(jìn)行評價。據(jù)已知數(shù)據(jù)分別求出實際情況與模擬情況分別消耗的能量，以其相對誤差對這種控制方法進(jìn)行評價，求得能量的相對誤差為 ，超過了誤差允許的范圍，因而這種控制方法有 5.48%待完善。問題五，依據(jù)問題三的模型，在此基礎(chǔ)上加以推廣后得出前一個時間段瞬時轉(zhuǎn)速和瞬時扭矩與下一個時間段電流的關(guān)系 ，

4、再根據(jù)已知 Ii + 1 = k × 【12（J1 ? J2）(ω20 - ω2i) ?i ∑n = 1?t × M’i × ωiωi × ?t 】數(shù)據(jù)進(jìn)行求解作圖，并驗證能量相對誤差以確定合理性。問題六，通過對問題五的控制方案的分析，我們在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)， 將這種方案計算出的能量相對誤差，與第五問的方案相比，其誤差進(jìn)一步縮小，并且沒有改變角速度變化的穩(wěn)定性，也解決了問題五的電動機制動瞬間電

5、扭矩突降為零的難以操作性。關(guān)鍵字：等效轉(zhuǎn)動慣量 機械轉(zhuǎn)動慣量 驅(qū)動電流 能量誤差 微元法3軸初轉(zhuǎn)速為 514 轉(zhuǎn)/分鐘，末轉(zhuǎn)速為 257 轉(zhuǎn)/分鐘，時間步長為 10 ms 的情 況，用某種控制方法試驗得到的數(shù)據(jù)見附表。請對該方法執(zhí)行的結(jié)果進(jìn)行評價。5. 按照第 3 問導(dǎo)出的數(shù)學(xué)模型，給出根據(jù)前一個時間段觀測到的瞬時轉(zhuǎn)速與/或瞬時扭矩，設(shè)計本時間段電流值的計算機控制方法，并對該方法進(jìn)行評價。6. 第 5 問給出的控制方法

6、是否有不足之處？如果有，請重新設(shè)計一個盡量完善的計算機控制方法，并作評價。二． 問題假設(shè)以及符號說明2.1 問題假設(shè) 1.車輛單個前輪的質(zhì)量均勻。2.重力加速度為定值 g=9.8 N/kg。3.路試時輪胎與地面的摩擦力為無窮大，因此輪胎與地面無滑動。4.主軸的角速度與車輪的角速度始終一致。5.飛輪為剛性。 6.飛輪在運動過程中只受到制動器的阻力作用。7. 不考慮觀測誤差,隨機誤差和連續(xù)問題離散化所產(chǎn)生的誤差。2.2 符號說明1 J 等效