制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)的控制方法分析

1、1制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)的控制方法分析摘要：本文深入分析了汽車制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)的原理以及路試和試驗(yàn)臺(tái)兩種測(cè) 試方法，基于等效原理，提出了依據(jù)物理學(xué)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)并改進(jìn)的電動(dòng)機(jī)電流控制方案的數(shù)學(xué)模型。問(wèn)題一，依據(jù)路試過(guò)程中的平動(dòng)動(dòng)能和試驗(yàn)臺(tái)過(guò)程中的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的等效原理，建立了等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的表達(dá)式 ，得出其慣量是 J 52 2 G J R g ? ? =kg·m2。問(wèn)題二，根據(jù)物理學(xué)的相關(guān)知識(shí)，建立空心圓柱體繞中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模型，得出飛輪組中的

2、每個(gè)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)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(guò)篩選，通過(guò)計(jì)算，得出用電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償?shù)膽T量分 別為 12 kg·m2 和-18 kg·m2。 問(wèn)題三，根據(jù)物理學(xué)相關(guān)知識(shí)，從而建立了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流與速度的關(guān)系 I =

3、 k * * ，因而可以解得驅(qū)動(dòng)電流為 174.8 或－262.2A。 J補(bǔ) vt ? v0t ? rA問(wèn)題四，我們從能量誤差對(duì)該控制方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。據(jù)已知數(shù)據(jù)分別求出實(shí)際情況與模擬情況分別消耗的能量，以其相對(duì)誤差對(duì)這種控制方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，求得能量的相對(duì)誤差為 ，超過(guò)了誤差允許的范圍，因而這種控制方法有 5.48%待完善。問(wèn)題五，依據(jù)問(wèn)題三的模型，在此基礎(chǔ)上加以推廣后得出前一個(gè)時(shí)間段瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和瞬時(shí)扭矩與下一個(gè)時(shí)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(yàn)證能量相對(duì)誤差以確定合理性。問(wèn)題六，通過(guò)對(duì)問(wèn)題五的控制方案的分析，我們?cè)诖嘶A(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)， 將這種方案計(jì)算出的能量相對(duì)誤差，與第五問(wèn)的方案相比，其誤差進(jìn)一步縮小，并且沒(méi)有改變角速度變化的穩(wěn)定性，也解決了問(wèn)題五的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)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(dòng)慣量 機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 驅(qū)動(dòng)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(shí)間步長(zhǎng)為 10 ms 的情 況，用某種控制方法試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)見(jiàn)附表。請(qǐng)對(duì)該方法執(zhí)行的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。5. 按照第 3 問(wèn)導(dǎo)出的數(shù)學(xué)模型，給出根據(jù)前一個(gè)時(shí)間段觀測(cè)到的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速與/或瞬時(shí)扭矩，設(shè)計(jì)本時(shí)間段電流值的計(jì)算機(jī)控制方法，并對(duì)該方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。6. 第 5 問(wèn)給出的控制方法

6、是否有不足之處？如果有，請(qǐng)重新設(shè)計(jì)一個(gè)盡量完善的計(jì)算機(jī)控制方法，并作評(píng)價(jià)。二． 問(wèn)題假設(shè)以及符號(hào)說(shuō)明2.1 問(wèn)題假設(shè) 1.車輛單個(gè)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(shí)輪胎與地面的摩擦力為無(wú)窮大，因此輪胎與地面無(wú)滑動(dòng)。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(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受到制動(dòng)器的阻力作用。7. 不考慮觀測(cè)誤差,隨機(jī)誤差和連續(xù)問(wèn)題離散化所產(chǎn)生的誤差。2.2 符號(hào)說(shuō)明1 J 等效