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汽车制动器惯性试验台转动惯量电模拟的方法研究与系统设计

作　者: 卢辉遒
导　师: 田彦涛；曲波
学　校: 吉林大学
专　业: 控制工程
关键词: 惯性试验台转动惯量电模拟矢量控制变频调
分类号: U467
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

汽车制动器是车辆底盘系统的主要安全部件之一,它的质量直接影响驾乘人员和路人的安全。因此随着汽车技术与汽车工业的不断发展,对汽车制动器性能检测装置的性能、精度要求也越来越高。汽车制动器惯性试验台是除了实车路试以外最直接、最有效的性能试验方法。据不完全统计在本论文项目完成前,我国拥有汽车制动器惯性试验台约90余台,其中80多台惯量形式为飞轮结构,大约有10台左右惯量形式为电模拟补偿结构(均为进口)。而目前国际上转动惯量的电模拟试验台已成为发展趋势。而作为该试验台每年产销量占据世界前三位的我国突破此项课题迫在眉睫。由于技术的封锁,引进技术是不可能的。因此,该项转动惯量电模拟技术成为提高产品国际竞争力和国内装备水平的一个关键技术所在。本文就是以研究开发具有转动惯量电模拟汽车制动器惯性试验台项目出发,主要完成以下工作:第一、对惯性试验台的基本功能、实现原理作了简要阐述;第二、对转动惯量电模拟的基本理论进行了详细分析,完成乘用车转动惯量电模拟试验台参数计算、主电机选型和控制系统设计;第三、对电模拟实现的关键,即控制算法进行了深入研究,最终采用了增量式PID控制器设计方案,并在该项目完成的试验台上用试凑法完成了参数整定工作,电模拟技术指标达到了预期要求。转动惯量电模拟技术已经获得了初步成功,并已投入使用,但还存在参数整定困难等不完善之处。目前,正在试图研究引用模糊PID控制方法、自适应法等参数整定更具灵活性的控制算法,以使系统更加完善。具有电模拟功能的汽车制动器惯性试验台的开发成功,填补了我国这方面的空白,大大提高了该试验台的国际竞争力。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-13
  1.1 汽车摩擦材料试验机的发展现状  8-10
  1.2 国内外制动器惯性试验台发展现状  10
  1.3 本文研究的意义  10-11
  1.4 本文研究的内容  11-13
第二章制动器机械惯量电模拟惯性试验台工作原理  13-21
  2.1 机械惯量惯性试验台的设计原理  13-18
    2.1.1 飞轮转动惯量的确定  14-16
    2.1.2 惯量飞轮组合的设计  16-18
  2.2 机械惯量电模拟台架设计原理  18-20
  小结  20-21
第三章电模拟制动器惯性试验台的参数估计  21-28
  3.1 机械惯量电模拟试验台的电机选择与计算  21-23
  3.2 试验台机械飞轮配比与电模拟范围确定  23-25
  3.3 电模拟试验台主要技术参数及功能  25-27
    3.3.1 电模拟试验台功能  25-26
    3.3.2 主要技术参数  26-27
  小结  27-28
第四章电模拟试验台控制系统设计与分析  28-37
  4.1 计算机管理与采集控制系统  28-33
  4.2 液压伺服控制系统  33
  4.3 逻辑动作控制系统  33
  4.4 调速控制系统  33-36
    4.4.1 模拟风速与静扭矩控制  33-34
    4.4.2 电模拟控制系统  34-36
  小结  36-37
第五章电模拟系统控制算法的研究  37-52
  5.1 数字PID 算法研究  37-39
    5.1.1 模拟PID 控制器原理及其基本作用  38-39
    5.1.2 PID 控制算式的离散  39
  5.2 数字PID 控制器的应用  39-43
    5.2.1 数字PID 算法的电模拟控制实现  39-41
    5.2.2 PID 控制参数的整定  41-43
  5.3 实验及数据分析  43-48
    5.3.1 实验目的  43
    5.3.2 试验的方案  43-44
    5.3.3 实验结果分析  44-47
    5.3.4 试验结果的分析  47-48
  5.4 模糊控制算法的研究  48-52
第六章结论  52-54
  6.1 本文的结论  52
  6.2 进一步需要研究的问题  52-54
参考文献  54-57
作者简介  57-58
攻读硕士学位期间取得的科研成果  58-59
致谢  59

汽车制动器惯性试验台转动惯量电模拟的方法研究与系统设计

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