数学建模论文--制动器试验台的控制方法分析.doc

2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承 诺 书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）： 天津工业大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 李文良 2. 庄将灿 3. 黄超超 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： 谢 菲 日期：2009 年 09 月14 日 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编 号 专 用 页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：  制动器试验台的控制方法分析 摘要 汽车的行车制动器的作用是在行驶使车辆减速或者停止为了检测制动器的综合性能，需要进行大量路试。但是，车辆设计阶段无法路试，只能在专门的制动器试验台上进行模拟试验。汽车的行车制动器的作用是在行驶时使车辆减速或者停止。制动器的设计是车辆设计中最重要的环节之一，直接影响着人身和车辆的安全。为了检测制动器的综合性能只能在专门的制动器试验台上进行模拟试验试验台上制动器的制动过程与路试车辆上制动器的制动过程尽可能一致通常试验台仅安装、试验单轮制动器，而不是同时试验全车所有车轮的制动器。制动器试验台一般由安装了飞轮组的主轴、驱动主轴旋转的电动机、底座、施加制动的辅助装置以及测量和控制系统等组成。被试验的制动器安装在主轴的一端，当制动器时会使主轴减速。试验台工作时，电动机拖动主轴和飞轮旋转，达到设定的车速相当的转速后电动机断电同时施加制动，当满足设定的结束条件时就称为完成一次制动。让电动机在一定规律的电流控制下参与工作，补偿由于机械惯量不足而缺少的能量，由于制动器性能的复杂性，电动机驱动电流与时间之间的精确关系是很难得到的工程实际中常用的计算机控制方法是：把整个制动时间离散化为许多小的时间段，然后根据前面时间段观测到的瞬时转速与/或瞬时扭矩，设计出段驱动电流的值，这个过程逐次进行，直至完成制动。控制方法优劣能量误差的大小，能量误差试验台采用的电动机的驱动电流与其产生的扭矩成正比（本题中比例系数取为1.5 A/N·m）不考虑观测误差、随机误差和连续问题离散化所产生的误差。制动减速度为常数：等效的转动惯量 ：驱动电流 ：飞轮的初始角速度 ：飞轮的角加速度 ：电惯量提供的能量 ：电动机制动过程中的总功 ：电动机输出的转矩 ：试验惯量 ：飞轮的惯量 ：系统固有惯量 ：初始角速度 ：末角速度 ：飞轮的瞬时角速度 ：单位时间内制动器消耗的能量 ：为制动惯量 ：为机械惯量 ：为补偿的电模拟惯量 ：试验总消耗的能量 ：路试消耗的能量 四、问题分析与求解 （一）求解等效的转动惯量 由资料可知路试车辆指定车轮在制动时承受载荷将这个载荷在车辆平动时的能量（忽略车轮自身转动的能量）等效地转化为试验台上飞轮等机构转动时的能量，的转动惯量称为等效的转动惯量=0.286 (m)，制动时承受的载荷6230 N。 由能量守恒的观点可知： 且， ，所以， 则， 代入数据可知该等效的转动惯量 52 kg·m2