基于电惯量模拟的制动试验台研究与拓展.docx

西 南 交 通 大 学 本科毕业设计（论文） 外文资料翻译 基于电惯量模拟的制动试验台研究与拓展 邹旭东，王丰原，孙纲 青岛理工大学 汽车与交通学院 中国青岛，266520 zxd1020_qd@163.com 年 级: 2012级 学 号:姓 名: 赵 蕾 专 业: 测控技术与仪器 指导老师: 陈春俊 2016年06月   本科毕业设计（论文）外文资料翻译2 第PAGE \* MERGEFORMAT 摘 要 该论文根据制动试验台结构的软硬件要求，介绍了整体规划和相关设备的主要参数选择方法，提供了控制电惯量变化的方法。作者已经基于电惯量模拟技术建立了汽车制动试验台，并已完成了模拟试验和结果分析。分析结果表明模拟制动过程和实际偏差很小，电气惯性可以模拟机械惯量。应用电惯量模拟技术可以简化原本复杂的传统机械惯量试验台结构。惯性试验台这以前是复杂的，可以增大测量范围和试验台的测量精度，提供制动性能测试和实验教学工具和平台。 关键词：制动试验台；电惯量模拟；虚拟仪器；过程监测 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc453012224 一、引言 PAGEREF _Toc453012224 \h 1 HYPERLINK \l _Toc453012225 二、试验台总体方案 PAGEREF _Toc453012225 \h 2 HYPERLINK \l _Toc453012226 三、确定试验台主要参数 PAGEREF _Toc453012226 \h 5 HYPERLINK \l _Toc453012227 四、电惯量转矩控制方式 PAGEREF _Toc453012227 \h 7 HYPERLINK \l _Toc453012228 五、试验对比与结论 PAGEREF _Toc453012228 \h 8 HYPERLINK \l _Toc453012229 参考文献 PAGEREF _Toc453012229 \h 9 第PAGE \* MERGEFORMAT 一、引言 随着用户对汽车制动性能需求的不断增加，制动器制造商需要对制动器进行各种质量检测和性能评估。台架试验是制动性能测试中不可缺少的环节，它也是判断制动器是否满足需求的最重要测试之一。因此，十分有必要研究一个具有良好的仿真性能和高自动化程度的制动试验台以用于实际工程。以往，制动台测试系统使用机械惯量来模拟制动过程，即用大惯量飞轮来模拟汽车转化的惯量，用小惯量飞轮模拟汽车旋转部件的转动惯量。使用高成本零件的大惯量飞轮，其制造成本通常很高。不仅安装不方便，而且惯性调整不连续[2]。基于这一点，提出了电惯量模拟机械惯量的汽车制动测试系统设计理念，也就是说，根据某些控制算法控制电机的输出转矩和速度以模拟机械惯量，即“电惯量”代替“机械惯量”[3]。通过这种方式，可使占用空间更少，成本更低，且调试方便，可以进行连续调整。 为了探究基于电惯量模拟技术的制动试验台的特点，青岛理工大学汽车与交通实验中心的电惯量模拟技术应用科建立了汽车制动试验台。 二、试验台总体方案 试验台相关设备的参数选择不仅要满足汽车制动系统的参数和结构需要，还需参照国内外制动测试标准。试验台用到的所有传感器的精度都在设计精度范围内。考虑到降低成本和用电负荷，将最高仿真制动速度设为40公里/小时。 试验台的软硬件设计的注意事项如下： ?功能完整性。 为了验证电惯量模拟机械惯量的效果、分析特点、更好地发挥作用。为了验证电惯量模拟机械惯量的效果，除了测试性能，还应该有分析和处理仿真特征的功能。 ?可扩展性。 电惯量试验台应满足制动性能测试。 另外，在设计试验台的接口时，应多保留以便日后扩大系统功能。 ? 安全。 由于制动试验采用了工业高电压，使安全问题格外重要，所以组件的稳定性，可靠性和安全性必须非常好。 ?易于操作。 首先，试验台的结构应使被测制动器便于改变。其次，必须有一些方便的软件接口和硬件接口，以及详细的说明。 按照上述要求和分析，确定了电惯量制动试验台的总体方案，包括软件系统和硬件系统。 A.硬件系统由三部分组成： ?信号采集，包括扭矩及转速传感器，温度传感器，制动器油压传感器，数据采集卡和工控机。 ?电惯量模拟，其中包括直流电机，可控硅直流电机调速器，测速发电机。直流电动机用来模拟电力驱动，以提供速度，并模拟减速过程。转换器有一个全自动高速接口，用户可以通过电脑返回的输入D/A信号调节电机速度。 ?制动系统，全部是ABS。 图1.制动试验台结构示意图 如图1所示，直流电动机一端连接测速发电机，另一端通过弹性联轴器连接力矩及转速传感器。扭矩和转速传感器通过联轴器与轴相耦