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基于汽车制动器试验台的控制研究
| 论文题名： | 基于汽车制动器试验台的控制研究 |
| 关键词： | 制动器试验台;闭环系统;PID控制;电流补偿;能量误差 |
| 摘要： | 随着社会的发展,汽车的普及率日益上升,汽车给人们带来了极大的便利,满足了作为物资和人员移动功能的物流运输需要及家庭在提高现代生活质量方面的需求。汽车产业的快速推进给车辆制动器的性能和控制方式提出了更高的要求。制动器作为衡量汽车性能优劣的一个重要指标,它是关系到行车平安的关键设备,其质量至关重要,而完善的测试体系和良好的测试设备是保证产品质量的前提和基础。 车辆在进行设计和制造阶段无法进行路面试验,制动器试验台作为一种专用新型设备,用它来测定和分析车辆制动性能,越来越受到人们的青睐,其研究为制动器的基础研究及性能测试提供了有效的技术手段,对汽车、摩托车等制动系统的正常稳定运行十分重要,具有十分广阔的应用前景。本文以制动器试验台为平台,运用电惯量技术,在制动器试验台上用飞轮来模拟实际车辆车轮的制动。首先,本文利用了物理方法以及机械理论相关知识,计算出了汽车车轮制动过程中的等效转动惯量值;其次,在此基础上利用机械惯量电模拟技术,详细分析了机械惯量的组成,根据递推方法推导出了电动机扭矩与驱动电流之间的函数关系式,建立了电动机驱动电流可观测的一般数学模型,通过已知条件计算出了驱动电流值:最后,引入了闭环控制理论和加入滤波器的PID(即比例-积分-微分:P-Proportional,I-Integral,D-Derivative)控制理论,通过MATLAB软件编程进行仿真比较两种控制方案下的电流和转动惯量随时间的变化,利用能量误差和抗干扰性能两方面作为评价标准,根据模拟转速与实际转速误差大小的反馈结果选择控制方案,并对方案进行优化。结果表明:PID控制策略下,系统的电流更为稳定,模拟的转动惯量与实际转动惯量更逼近,能量误差更小,能够较真实地模拟出车辆制动器的实际工作过程。低通滤波器的加入,使得系统响应快速,不但可以消除静差,增强系统的抗干扰性,且保证在最大恒定电流下,制动力矩最短。 本文制动器试验台能更好的模拟制动器实际使用模式和环境条件,更真实的反映制动器性能。各种车辆制动性能测试均可以应用本模型制动器试验台的控制方法进行控制,如汽车台架试验系统、同步试验台、车辆转鼓试验台等。同时生物医药工程等方面也可应用本文试验台,如化工生产中反馈控制的各个参数,监控造纸系统的温度、流量、压力等参数的选择。本文对各类大转动惯量系统的控制方法研究与设计都有一定的参考价值。 |
| 作者： | 王玉梅 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 蔺小林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 陕西科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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