本文關鍵詞：制動器試驗臺氣壓制動系統(tǒng)研究與仿真

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【摘要】：隨著社會的進步和科技的發(fā)展,汽車已經成為人類密不可分的一部分,然而汽車給人類帶來方便的同時也帶來了無數(shù)的交通事故,在諸多的事故中,由于汽車制動器方面的原因是引起交通事故的主要原因之一。對汽車的制動器的性能進行檢測,從而保證汽車的安全行駛有十分重要的意義。本文對檢測制動器性能的制動器試驗臺的電慣量控制系統(tǒng)和氣壓控制算法進行研究。首先針對純機械式慣性臺架所模擬慣量全部來自飛輪,造成慣量調整困難以及試驗誤差大,引入電慣量控制系統(tǒng)予以解決。針對實現(xiàn)電慣量控制系統(tǒng)的轉矩法、轉速法和能量法,進行了分析,根據(jù)三種方法的優(yōu)缺點以及制動器試驗臺本身的特點,選擇轉矩法,采用直接轉矩控制技術實現(xiàn)電慣量控制系統(tǒng)。對慣量系統(tǒng)的綜合阻轉矩測量方法進行研究,在試驗過程中采用電機對其進行補償,最后進行了相關實驗。實驗表明了電慣量控制系統(tǒng)的實現(xiàn),減少了慣量盤的調整次數(shù),消除飛輪組的級差,提高系統(tǒng)總慣量的控制精度。然后對制動器氣壓控制的算法進行了研究,針對傳統(tǒng)PID控制算法對具有大慣性、純滯后以及工作在多種工況下的氣壓控制系統(tǒng)無法達到很好的控制效果,設計了一種Smith預估補償?shù)淖哉：齈ID控制器,其中自整定模糊PID控制器實現(xiàn)對PID的三個參數(shù)的實時調整功能,而Smith預估補償消除氣壓控制系統(tǒng)的動態(tài)純滯后問題。通過對氣壓控制系統(tǒng)進行理論分析,確定了氣壓控制系統(tǒng)模型結構,根據(jù)氣壓實際運行的數(shù)據(jù),通過系統(tǒng)辨識確立模型參數(shù),建立了氣壓控制系統(tǒng)的數(shù)學模型。在MATLAB環(huán)境下,對建立的數(shù)學模型,設計相關實驗進行了仿真研究,對改進的控制算法進行了驗證。并在MATLAB中,運用圖形用戶界面設計工具(GUIDE),對建立的氣壓控制系統(tǒng)仿真平臺設計用戶界面(GUI),使得操作人員可以對氣壓控制系統(tǒng)的氣壓控制參數(shù)進行設定,根據(jù)設定的參數(shù)進行仿真研究,采集氣壓控制系統(tǒng)氣壓的實驗數(shù)據(jù),將氣壓的仿真曲線以及動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能指標在用戶界面進行顯示,使操作人員對仿真的結果更直觀和全面的進行掌握,將氣壓控制系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)保存在Excel表格中,最后對氣壓制動系統(tǒng)進行軟硬件的設計。
【關鍵詞】：氣壓制動 電慣量 系統(tǒng)辨識 模糊PID
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467.523
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 制動器試驗臺氣壓制動系統(tǒng)12-14
• 1.3.1 制動器試驗臺氣壓制動系統(tǒng)的構成12-13
• 1.3.2 制動器試驗臺氣壓制動系統(tǒng)的工作過程13
• 1.3.3 制動器試驗臺氣壓制動系統(tǒng)主要任務及控制方案13-14
• 1.4 論文的主要內容14-16
• 2 制動器試驗臺電慣量控制系統(tǒng)16-30
• 2.1 純機械慣量制動器試驗臺的原理及缺點16-17
• 2.2 直接轉矩控制技術17-20
• 2.2.1 逆變器的工作原理17-18
• 2.2.2 電壓空間矢量對定子磁鏈的影響18-19
• 2.2.3 電壓空間矢量對電磁轉矩的影響19
• 2.2.4 電壓矢量查找表19-20
• 2.3 電模擬慣量實現(xiàn)方法20-26
• 2.3.1 轉速控制法20-21
• 2.3.2 轉矩控制法21-22
• 2.3.3 能量補償法22
• 2.3.4 飛輪軸系角速度以及角加速度的計算22-23
• 2.3.5 系統(tǒng)綜合阻轉矩23-26
• 2.4 制動器試驗臺電慣量控制系統(tǒng)結果驗證26-28
• 2.5 本章小結28-30
• 3 制動器試驗臺氣壓制動系統(tǒng)的控制算法30-44
• 3.1 被控對象數(shù)學模型建立30-34
• 3.1.1 比例閥的模型結構30-32
• 3.1.2 制動氣室充氣過程的模型結構32-34
• 3.2 氣壓控制系統(tǒng)模型參數(shù)的辨識34-36
• 3.2.1 輸入輸出數(shù)據(jù)采集34
• 3.2.2 最小二乘法辨識的原理34
• 3.2.3 辨識的過程和結果34-36
• 3.3 制動器試驗臺氣壓控制系統(tǒng)PID控制器設計36-38
• 3.3.1 常規(guī)PID控制器的結構36
• 3.3.2 制動器試驗臺氣壓控制系統(tǒng)PID控制器設計36-38
• 3.4 基于Smith預估補償?shù)淖哉：齈ID控制器的設計38-42
• 3.4.1 Smith預估補償器的設計38-39
• 3.4.2 自整定模糊PID控制器設計39-42
• 3.4.3 Smith預估補償?shù)淖哉：齈ID控制器的基本形式42
• 3.5 本章小結42-44
• 4 氣壓控制系統(tǒng)算法仿真研究44-52
• 4.1 Smith預估補償自整定模糊PID的氣壓控制系統(tǒng)框圖44-46
• 4.2 氣壓控制系統(tǒng)人機界面設計46-48
• 4.3 仿真結果分析48-50
• 4.4 本章小結50-52
• 5 制動器試驗臺氣壓制動系統(tǒng)軟硬件設計52-68
• 5.1 制動器試驗臺氣壓制動系統(tǒng)軟件設計52-59
• 5.1.1 軟件運行環(huán)境52
• 5.1.2 軟件功能描述52-53
• 5.1.3 被試件一次測試流程53-54
• 5.1.4 制動器試驗臺氣壓系統(tǒng)控制算法程序設計54
• 5.1.5 制動器試驗臺電慣量系統(tǒng)控制算法程序設計54-55
• 5.1.6 氣壓制動系統(tǒng)用戶界面設計55-59
• 5.2 制動器試驗臺氣壓制動系統(tǒng)硬件設計59-67
• 5.2.1 A/D板卡59-60
• 5.2.2 D/A板60
• 5.2.3 頻率計數(shù)器板卡60-61
• 5.2.4 DIO板卡61-62
• 5.2.5 電源設計62
• 5.2.6 濾波電路設計62-65
• 5.2.7 脈沖頻率及脈沖計數(shù)信號調理要求65-67
• 5.3 本章小結67-68
• 6 總結68-70
• 參考文獻70-74
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文74-76
• 致謝76

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本文編號：670910