制动器试验台的控制方法分析
摘要：本文对制动器测试的控制方法分析，根据动力学原理，联立等效转动惯量与扭矩和机械惯量与合力矩之间的关系两个公式，消去了加速度，求得了补偿力矩关于恒扭矩制动的表达式： .
利用该公式，建立了电动机驱动电流控制方法的数学模型。根据该模型求得能量误差 ，能量损耗率 ，远小于问题4中所给的控制方法求得的能量误差 ，能量损耗率 ，计算结果表明该控制方法明显优于问题4中所给的控制方法。
在问题3的建模过程中，我们假定的是制动器的扭矩为恒定值，但实际试验的制动器的扭矩由于本身特性的影响，无法瞬时达到理想值。为了更精确的模拟路试时的制动过程，修正了由于制动力矩不足导致的部分能量：原文请加优.文^论,文'网QQ32,49114
,并修正了等效惯量： .
修正后的计算结果有能量误差 ，能量损耗率 。
关键词：制动器；等效转动惯量；补偿惯量；控制方法
一、引言
本文主要考虑如何更真实、准确的在试验台上模拟路试中汽车的制动过程，通过获取作用在主轴上的制动力矩和转速等指标参数，来衡量制动器的制动性能，并评价制动过程中控制方法的优劣。
在试验台上进行车轮制动模拟试验中，根据动力学模型理论，把电动机的输出转速 作为控制量，把制动力矩 作为反馈量，具体的工作过程如下：
第一步，将被试制动器制动鼓（盘）通过夹具系统固定在试验台上，同时把抽动片（块）固定在尾座滑移系统上；
第二步，选择试验项目，并根据试验要求，调节好电动机转速，飞轮组惯量，制动管路压力等试验条件；
第三步，进行试验，通过传感器采集所需试验数据，通过转矩传感器采集制动力矩 的信息，通过 数据采集卡，将模型信号转化成数字信号，输入计算机，然后计算出所需转速 ，再通过 卡将此转速的数字信号转换成模拟信号，送至电动机调速器环节，最后调节速度器对电动机进行调速；
第四步，通过计算机输出试验结果，停止试验。
试验流程如下：准备→磨合→第一次效能试验→第一次衰退试验→恢复试验→第二次效能试验→第二次衰退试验→第二次磨合→第三次效能试验→制动器磨损试验→记录。
在试验之前需要对电流、电压和功率进行粗略校核以防止过载，过载可能对电动和调整器产生破坏性影响，所以通常要对调速器进行电流和力矩进行限幅设置。论文网http://www.youerw.com/
而现要解答的问题是：
1. 设车辆单个前轮的滚动半径为0.286 m，制动时承受的载荷为6230 N，求等效的转动惯量。
2. 飞轮组由3个外直径1 m、内直径0.2 m的环形钢制飞轮组成，厚度分别为0.0392 m、0.0784 m、0.1568 m，钢材密度为7810 kg/m3，基础惯量为10 kg•m2，问可以组成哪些机械惯量？设电动机能补偿的能量相应的惯量的范围为 [-30, 30] kg•m2，对于问题1中得到的等效的转动惯量，需要用电动机补偿多大的惯量？
3. 建立电动机驱动电流依赖于可观测量的数学模型。
在问题1和问题2的条件下，假设制动减速度为常数，初始速度为50 km/h，制动5.0秒后车速为零，计算驱动电流。
4. 对于与所设计的路试等效的转动惯量为48 kg•m2，机械惯量为35 kg•m2，主轴初转速为514转/分钟，末转速为257转/分钟，时间步长为10 ms的情况，用某种控制方法试验得到的数据见附表。请对该方法执行的结果进行评价。
5. 按照第3问导出的数学模型，给出根据前一个时间段观测到的瞬时转速与/或瞬时扭矩，设计本时间段电流值的计算机控制方法，并对该方法进行评价。
6. 第5问给出的控制方法是否有不足之处？如果有，请重新设计一个尽量完善的计算机控制方法，并作评价。
二、问题分析与模型建立原文请加优.文^论,文'网QQ32491.14
问题分析本文主要考虑的是如何更真实、准确的在试验台上模拟路试中汽车的制动过程，并获取各项指标参数，以此来评价制动过程中控制方法的优劣。
汽车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。具体结构如下图所示：2237