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乘用车可变气隙宽度的电磁与摩擦集成制动器研究
| 论文题名： | 乘用车可变气隙宽度的电磁与摩擦集成制动器研究 |
| 关键词： | 电磁制动;集成制动;参数优化;乘用车 |
| 摘要： | 为了降低盘式制动器的使用强度，以及提高制动系统的响应速度与控制精度，本文提出一种安装于乘用车的电磁与摩擦集成制动器及其控制技术。其具有可以显著提高电磁制动力矩的新型电磁制动器结构，即将可变气隙宽度的功能结构嵌入在电磁制动器结构中。 论文首先分析了可变气隙宽度的电磁制动器技术可行性，紧接着对其部分结构参数进行了优化设计。在分析了乘用车几种典型制动工况后，给出了相应的集成制动器工作模式，进而提出制动力分配策略和控制方法。本文设计了基于微处理器的集成制动器控制器，具体包括控制器硬件电路，底层软件以及制动控制算法。 对可变气隙宽度电磁制动器结构，采用影响因素剖析法，对影响电磁制动力矩的每一项结构参数进行具体分析，进而找到有改进空间的参数。采用有限元方法分析该电磁制动器结构的可行性，在ANSYS中建立其1/6物理模型，仿真其在制动时是否能够稳定工作。在Simulink工具中建立PID和模糊PID仿真模型，比较它们的控制效果。最后对可变气隙宽度的电磁制动器样机进行了性能试验研究。 有限元仿真结果表明：可变气隙宽度的电磁制动器工作时，铁芯温度最高，热膨胀件温度最低；两者最大温差在缓速制动工况中为14℃，在紧急制动工况中为54℃。在这两种制动工况中，气隙宽度值均以幂函数微降，变化幅度均不超过0.1mm。结构参数优化结果表明：热膨胀件和铁芯轴向长度的比值为0.7时，电磁制动器工作性能最佳。Simulink仿真结果表明：相对于PID控制，利用模糊PID控制集成制动器，其控制稳态精度高，超调幅度小，振荡小。试验结果表明：缓速制动工况中，线圈通入10A和20A两档电流，最大电磁制动力矩达到250Nm；紧急制动工况中，线圈通入40A电流，最大电磁制动力矩达到580Nm。 研究表明：可变气隙宽度的电磁制动系统是可以稳定工作的，它可以减少气隙宽度设计值，进而显著增大电磁制动力矩；可以通过调整热膨胀件和铁芯轴向长度的比值，来设计最佳的初始气隙宽度；对于集成制动系统的控制，模糊PID的控制效果优于PID控制。 |
| 作者： | 涂琨 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 何仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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