【精品】制动器试验台的控制方法分析.doc

【精品】制动器试验台的控制方法分析.doc“制动器试验台的控制方法分析”评阅综述与参考解答这是2009A题,这道题B涉及了一些专业知识,但是作为理工科的大学生,大学物理和理论力学都是刚学过所涉及的知识都是熟悉的,为此介绍它们的关系如下:平动转动路程兀角度 &■速度V=X角速度co=e••加速度a=x角加速度a=B质量m转动惯量J=\r-dm力F-ma力矩 M-Ja动能E=-mv22功率W=Fv参考解答动能 E=-Ja22功率 W=,制动时承受的载荷为6230N,求等效的转动惯量。G2将前轮看作质点,其平动动能为牙—芮;再将其看作刚体旋转,其旋转g能量为利用能量相等,有1G21)2 V=—JCD2g2由V二R(o,代入得J二GR2/g。利用数据G=6230N,R=,g=,律J=52kg-m2o2飞轮组由3个外直径1m、,>,钢材密度为7810kg/m3,基础惯量为10kg-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-nr,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?记飞轮的外半径为Ri,内半径为Ro,厚度为h,密度为p,则飞轮的惯量为Jr2dm=phJJx1+y2dxdy=ph^dO^r3dr=2兀ph—(R:-/?(:)=翌理(R:一R:),g 加届7邛 ()心 4 2p=781O,R1=,Ro=,寸是三个飞轮的惯量分别为30kg-m\60kg-m\120kg-m2,它们组成的机械惯量可以有8种情况:10,40,70,100,130,160,190,220kg-m2o对丁问题1中得到的等效的转动惯量(J=52kg-m2),用电动机模拟的惯量有两种方案:・18kg・m2。。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50km/h,,计算驱动电流。记需要模拟的单轮等效惯量为J,机械惯量为J”显然在整个制动过程中(O<r<ro)主轴转速记为(o(t)是减函数,把制动扭矩记为M(t)o由转动方式的牛顿定律主轴是机械惯量为Ji的转动机构,有制动扭矩M(t)与电流产生的扭矩Me(t)相联,于是对合力矩用转动方式的牛顿定律:心5J葺(2)(1)代入(2),有= -丿)字dt(3)或【⑴=%(J\—J)dcodt控制时可由3⑴的测量值差分后得到【⑴。或者由(3)除以(1),得到鈴詈=人产,即= ⑴,则有I⑴*^~M⑴。控制时可由M(t)的测量值得到I(t)。这就是驱动电流依赖于可观测量的数学模型。记初速度为Vo,末速度为V],车轮的滚动半径为R,制动时间为T,则=—(如/*)do)V^-V,_-5Ox1Q3/36OQ~d^~RT~ 警dt (电机惯量12)或-(电机惯量-18)o4•对于与所设计的路试等效的转动惯量为48kgm2,机械惯量为35kg-m2,主轴初转速为514转/分钟,末转速为257转/分钟,时间步长为10ms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。评价的方法