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基于PWM-PFM的商用车电控气压制动自动调压阀调压方法研究
| 论文题名： | 基于PWM-PFM的商用车电控气压制动自动调压阀调压方法研究 |
| 关键词： | 商用车;气压制动;电控气压制动系统;自动调压阀 |
| 摘要： | 在驾驶自动化背景下，车辆对于制动系统的需求包含安全性、稳定性和平顺性等多元化指标，制动过程中压力的精准调节也愈发重要。商用车电控气压制动系统（ElectronicallyControlledPneumaticBrakeSystem,ECPBS）是以压缩空气为传输介质，通过自动调压阀实时调节制动气室压力以实现车辆制动的自动化和智能化的新型气压制动系统。本文以商用车ECPBS自动调压阀为对象，归集其调压要求；基于PWM-PFM技术，提出其调压方法，并优化调压性能，主要研究内容如下： （1）根据车辆智能驾驶技术的发展，基于不同驾驶自动化层级的制动需求，提出商用车ECPBS自动调压阀的功能需求和调压要求，设计商用车ECPBS及其自动调压阀，阐述其结构和工作原理，建立自动调压阀调压性能的理论解析模型；利用MATLAB/Simulink建立自动调压阀调压性能的仿真模型，以作为研究调压方法的基础。 （2）基于自动调压阀的功能需求、调压要求和相关标准，提出商用车ECPBS自动调压阀调压性能评价指标的测试方法；利用dSPACE实时仿真系统作为自动调压阀的控制器，开发商用车ECPBS自动调压阀调压性能试验系统，提出试验步骤；通过对比分析仿真与试验数据，验证自动调压阀调压性能解析模型与仿真模型的正确性。 （3）基于自动调压阀调压性能的试验数据，分析得到频率、占空比和自动调压阀出口压力响应的关系，提出利用PWM-PFM提高自动调压阀出口压力-占空比曲线线性度的方法。基于PWM-PFM控制技术，提出两种优化自动调压阀调压性能的调压方法。第一种是不考虑压力变化率的前馈PID调压方法，第二种是增加压力变化率作为调压要求，利用粒子群优化算法整定PID控制器参数的调压方法。该调压方法使得自动调压阀出口压力响应满足多元评价指标。通过试验和仿真相结合的方法，对比分析基于PWM-PFM控制的两种自动调压阀调压方法的结果数据，表明对于不同驾驶自动化层级的商用车ECPBS及其自动调压阀的调压要求，两种调压方法都具有正确性。 本文基于PWM-PFM控制技术和自动调压阀的调压要求，所提出的自动调压阀调压方法可作为保障商用车制动过程中安全性、平顺性以及司乘人员的舒适性的理论基础和技术支撑，对商用车驾驶自动化和商用车制动系统智能化的发展具有较重要意义。 |
| 作者： | 张莉莎 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李刚炎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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