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2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛 汽车制动器试验台的控制方法分析，共41页，16666字
摘要
制动系统是汽车的重要系统,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，需要在各种不同情况下进行大量路试。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对所设计的路试进行模拟试验。模拟试验的原则是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.本文是将路试车辆的指定车轮在制动时承受载荷具有的能量等效地转化为试验台上的等效转动惯量。然后利用主轴上的飞轮组模拟等效转动惯量，在机械惯量不足的情况下，用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，从而满足模拟试验的原则。
对于问题一根据能量守恒定律，利用大学物理的基本知识可以得到等效转动惯量为J0=m0r2=(G/g)r2=51.9989kg.m2.
对于问题二利用大学物理的基本知识可以很快计算三个飞轮的转动惯量分别为29.9931 kg.m2，59.9862 kg.m2,119.9724 kg.m2，和基础惯量组合可以得到的机械惯量分别为：10 kg.m2,39.9931 kg.m2,69.9862 kg.m2,129.9724 kg.m2, 99.9793kg.m2, 159.9655kg.m2,189.9586 kg.m2, 219.9517 kg.m2. 设电动机需要补偿的能量相应的惯量的范围为[-30,30] kg.m2,需要补充的惯量为：12.0058 kg.m2.
对于问题三我们可以得到电流应该满足的关系式为：
I=kMT=k(Mf－Jm dw/dt)，假设制动电流为常数时， 即dw/dt=(w0－wt )/t ，带入数据进行计算可得174.8090A，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，对微分方程离散化后，根据微分的两点式和三点式得到驱动电流依赖与可关测量的数学模型为：
I(t)=k[Me(t)+C(n(t)-n(t-1))/△t] 和I(t)=k[Me(t)+C(n(t-2)-4n(t-1)+3n(t))/(2△t)]
对于问题四通过附表中的数据和给定的数据带入公式进行计算能量误差Ee-Ef为2814.6942J,相对误差为5.4028％，超调量为：5.71％，说明控制算法中驱动电流给的偏小,而且不是很稳定,出现了波动.对于问题五
关键词：制动系统；等效转动惯量；瞬时转速；机械惯量；瞬时扭矩；Matlab
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