基于快速氣動伺服的汽車慣性式制動器試驗系統(tǒng)應(yīng)用研究.pdf

1、制動器性能的優(yōu)良直接關(guān)系到汽車安全運行。汽車慣性式制動器試驗系統(tǒng)通過模擬汽車的制動過程，以臺架試驗的方式來測試制動器總成的各項性能，要求實現(xiàn)恒氣壓、恒油壓、恒力矩、恒減速度自動控制。該系統(tǒng)采用快速氣動伺服推動液壓缸的傳動方式，是一個典型的強非線性、時變、時滯的復(fù)雜系統(tǒng)，傳統(tǒng)的單閉環(huán)PID控制只能控制氣壓和油壓，無法實現(xiàn)力矩和減速度的快速控制。因此，研究汽車慣性式制動器試驗系統(tǒng)的恒力矩、恒減速度自動控制具有重要的現(xiàn)實意義和學術(shù)價值。

2、 本文在建立汽車慣性式制動器試驗系統(tǒng)的數(shù)學模型的基礎(chǔ)上，利用仿真軟件MATLAB/SIMULINK構(gòu)造了系統(tǒng)的仿真平臺；分析了雙閉環(huán)控制、PID控制和模糊控制三種控制技術(shù)的特點和模糊PI控制器的幾種結(jié)構(gòu)；鑒于常規(guī)單閉環(huán)PID控制力矩和減速度的不足，結(jié)合幾種控制技術(shù)的優(yōu)點，提出了恒力矩和恒減速度控制的雙閉環(huán)模糊PI控制方案，并在仿真平臺上進行了仿真驗證；設(shè)計了控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和基于組態(tài)軟件WinCC的監(jiān)控系統(tǒng)人機界面。 雙閉環(huán)

3、控制技術(shù)采用內(nèi)外環(huán)控制，外環(huán)是一個定值控制系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)為一個隨動系統(tǒng)。這種雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)使其具有比常規(guī)單閉環(huán)控制系統(tǒng)更良好的動態(tài)性能，提高了系統(tǒng)的工作頻率，大大增強了系統(tǒng)的抗干擾能力。模糊控制技術(shù)本質(zhì)屬于非線性控制，它在處理復(fù)雜的、非線性、時滯、難以用精確數(shù)學模型描述的對象控制中表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，并且具有快速性、魯棒性好的特點。但模糊控制的控制精度不高，可以引入積分環(huán)節(jié)用以提高其靜態(tài)性能。本文將雙閉環(huán)控制技術(shù)與模糊控制技術(shù)結(jié)合起來，設(shè)計出一種

4、雙閉環(huán)模糊PI控制方案，即制動主缸驅(qū)動力內(nèi)環(huán)采用常規(guī)PI控制，力矩或減速度外環(huán)采用模糊PI控制。仿真研究中，系統(tǒng)內(nèi)環(huán)均采用PI控制，外環(huán)分別采用PI控制，模糊控制，模糊PI控制，通過這三種控制方式在階躍輸入、不同輸入幅值、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)變化、抗干擾能力四種情況下的性能比較，證明雙閉環(huán)模糊PI控制能實現(xiàn)力矩和減速度的快速控制，適應(yīng)性好，并保持良好的控制精度和魯棒性。 考慮到汽車慣性式制動器試驗系統(tǒng)的特點，控制系統(tǒng)的設(shè)計采用了基于PR