汽车电磁制动和摩擦制动集成系统制约技术与性能-turnitin论文查重

摘要：,轿车制动系统仍主要以“油液制动系统”为主,即使增加了ABS、TCS等系统,油液制动占主导地位的现状仍未得以改变。安装有ABS的汽车能地防止车轮抱死、缩短制动距离,但对于因频繁制动下长坡制动而引起的“热衰退”现象并未改善。因此,在轿车上除摩擦制动系统外,增加一套电磁制动系统,两套制动系统的配合使用来改善轿车制动性能是一种可能的技术途径。为此,研究电磁制动与摩擦制动集成系统非常的。国内外已有一些电磁制动研究,但多数是面向客车或货车的电涡流缓速器,而少数面向轿车的电磁制动研究均考虑两套制动系统的联合控制,且研究多以微缩模型为主,尚未有对轿车电磁制动与摩擦制动集成化研究的报道。这些问题,做了如下工作：,电磁制动与摩擦制动集成系统的结构布置方案,并介绍电磁制动与摩擦制动集成系统在某型轿车上的布置方法。所的电磁制动与摩擦制动集成系统的结构布置方案,给出简化后的集成系统单轮制动模型。优化设计方法,以提高汽车制动力矩为,分析电磁制动与摩擦制动集成系统的结构参数对制动力矩的影响规律,应用的集成系统结构参数分析方法,分析不同结构参数方案,利用Mathematica和Maltab软件了计算和仿真分析,最佳的电磁制动与摩擦制动集成系统结构参数和安装参数方案。考虑到磁感应强度的对电磁制动器的控制及其力矩计算至关,而已有的磁感应强度计算公式过于复杂,不适于工程应用。为此位势理论和Maxwell方程,建立电磁制动器在制动盘某点处产生的磁感应强度预测模型。某一结构的电磁制动器在制动盘上所产生的磁感应强度了分析计算,对不同磁极长度、磁极宽度、磁极面与制动盘间距下的磁感应强度了预测,Ansoft Maxwell2D/3D软件了磁场分析。基于的结构参数方案,PWM调节电磁制动器线圈通电电流从而改变集成系统总制动力矩的控制方法。利用Proteus仿真软件,建立的系统控制模型和控制策略对汽车制动性能仿真,证明所的PWM调节方法的可行性。分别基于模糊控制理论和最优化控制理论构建电磁制动与摩擦制动集成系统控制模型。其中,基于模糊控制理论,控制电磁制动器线圈电流大小的模糊控制策略。在控制策略中以车辆滑移率为输入量,以电磁制动器线圈通电电流为输出量,设计系统模糊控制器。并以某一安装有电磁制动与摩擦制动集成系统的轿车为应用实例,运用Matlab/Simupnk软件对系统仿真分析。基于最优化控制理论,利用Matlab/Simupnk软件设计电磁制动与摩擦制动集成系统、最优反馈K以及摩擦制动器制动力矩,并联合制动力矩值。电磁制动与摩擦制动集成系统原理,汽车的性能特性,设计电磁制动与摩擦制动集成系统测试台架,基于LabVIEW软件设计了采集系统软件。并在此基础上了联合制动力矩、电磁制动力矩及摩擦制动力矩关系分析、不同参数对集成系统联合制动力矩影响分析等多项试验。,为了使电磁制动与摩擦制动集成系统更于在不同车型上匹配与应用,电磁制动与摩擦制动集成系统的五项性能指标,给出了这些指标的评定方法,并且分别基于可拓评价方法以及RS理论评价法等对集成系统选型评价。的创新点在于：(1)一种电磁制动与摩擦制动集成系统的结构方案,并结构优化设计,给出电磁制动与摩擦制动集成系统最佳结构参数和安装参数。(2)基于位势理论和Maxwell方程,建立电磁制动器在制动盘某点处产生的磁感应强度预测模型。(3)PWM调节电磁制动器线圈通电电流从而改变集成系统总制动力矩的控制方法。基于模糊控制策略控制电磁制动器线圈电流大小的方法,并设计车辆控制模型。基于最优化控制理论,建立使用终了时间无限的二次型最优控制模型。利用所设计的测试台架开展了多项对比试验及抗热衰退性试验,从而验证集成系统能所设计的控制策略对总制动力矩调节并具有良好的抗热衰退性。(4)基于可拓评价方法、RS理论评价法对电磁制动与摩擦制动集成系统匹配选型评价的方法。关键词：电磁制动论文摩擦制动论文结构参数论文控制技术论文磁场预测论文测试系统论文选型评价论文

摘要6-9

ABSTRACT9-17

章绪论17-27

1.1 汽车非接触式制动系统研究现状17-23

1.1.1 以再生制动为主的制动系统17-19

1.1.2 以电磁制动为主的制动系统19-23

1.2 课题研究的23-24

1.3 论文的主要研究内容24-27

章电磁制动与摩擦制动集成系统的结构方案27-33

2.1 电磁制动与摩擦制动集成系统的组成27-28

2.2 电磁制动与摩擦制动集成系统的结构布置28-30

2.3 电磁制动与摩擦制动集成系统的工作原理30-31

2.4 小结31-33

章电磁制动与摩擦制动集成系统参数的优选33-43

3.1 集成系统数学模型的构建33-35

3.2 集成系统结构参数选择35-40

3.2.1 磁极尺寸的选择35-37

3.2.2 气隙长度的选择37

3.2.3 制动盘的选择37-39

3.2.4 线圈匝数的选择39-40

3.3 不同参数方案制动力矩的比较40-41

3.4 小结41-43

章电磁制动器磁感应强度预测方法研究43-59

4.1 现有电磁制动器磁感应强度计算公式43-44

4.1.1 W.R.Smythe模型43

4.1.2 D.Sehieber模型43-44

4.2 电磁制动器磁感应强度预测44-50

4.2.1 位势理论简介45-46

4.2.2 电磁制动器在制动盘上产生的磁感应强度预测模型构建46-48

4.2.3 预测结果分析48-50

4.3 电磁制动器磁感应强度仿真分析50-57

4.3.1 电磁制动器模型构建51-53

4.3.2 电磁制动器磁感应强度求解结果分析53-57

4.4 小结57-59

第五章电磁制动与摩擦制动集成系统控制技术研究59-83

5.1 集成系统功能分析59-60

5.2 电磁制动器线圈电压调节策略研究60-66

5.2.1 电磁制动器线圈端电压调节策略61

5.2.2 控制系统结构及控制策略61-62

5.2.3 实例分析62-66

5.3 轿车电磁制动与摩擦制动集成系统的模糊控制66-72

5.3.1 模糊控制器结构67

5.3.2 模糊控制器隶属函数67-68

5.3.3 模糊控制规则及推理方式68-70

5.3.4 控制效果分析70-72

5.4 集成系统的最优化控制72-81

5.4.1 集成系统最优化控制的内容72-75

5.4.2 集成系统的空间描述75-77

5.4.3 集成系统最优化控制实例77-81

5.5 各类控制方式的比较81

5.6 小结81-83

第六章电磁制动与摩擦制动集成系统试验台架设计83-105

6.1 集成系统测试台架设计83-89

6.2 测试台架主要部件选型设计89-91

6.2.1 旋转飞轮设计89

6.2.2 驱动电机选型89-91

6.3 制动力矩动态采集程序设计91-95

6.4 制动力矩采集系统硬件设计95-99

6.4.1 控制器设计95-97

6.4.2 转速信号采集97

6.4.3 油压传感器选型及调理电路97-98

6.4.4 电磁制动器线圈驱动电路98-99

6.5 控制系统程序设计99-101

6.6 集成系统的改进101-103

6.7 小结103-105

第七章台架试验研究105-119

7.1 试验研究目的105

7.2 试验条件105-106

7.3 试验参数及制动力矩试验测取方法106-108

7.3.1 试验用车型及主要仪器设备参数106

7.3.2 制动力矩的试验测取方法106-108

7.4 联合制动力矩、电磁制动力矩及摩擦制动力矩关系分析108-109

7.5 不同参数对集成系统联合制动力矩影响分析109-116

7.5.1 不同空气间隙时的联合制动力矩对比分析109-110

7.5.2 不同电磁制动器最大通电电流的联合制动力矩对比分析110-111

7.5.3 电磁制动器线圈匝数不同时的联合制动力矩对比分析111

7.5.4 不同制动盘时的联合制动力矩对比分析111-112

7.5.5 联合制动力矩仿真值与试验值随转动角速度变化关系分析112

7.5.6 制动距离与制动时间关系试验分析112-113

7.5.7 抗热衰退性试验113-116

7.6 试验结果分析116-117

7.7 小结117-119

第八章电磁制动与摩擦制动集成系统的选型评价119-135

8.1 电磁制动与摩擦制动集成系统的评价指标119-121

8.1.1 集成系统平均制动力矩119-120

8.1.2 集成系统制动效率120

8.1.3 集成系统制动效能120-121

8.1.4 集成系统的热衰退性121

8.1.5 性价比121

8.2 方案的选定121-124

8.3 利用可拓学理论的选型评价124-127

8.3.1 物元理论124-125

8.3.2 可拓集理论125-126

8.3.3 集成系统选型评价126-127

8.4 基于RS理论的选型评价127-134

8.4.1 粗糙集理论计算权重128-131

8.4.2 权重计算131

8.4.3 集成系统参数权重计算131-134

8.4.4 集成系统选型评价134

8.5 小结134-135

第九章总结与展望135-139

9.1 论文工作总结135-136

9.2 创新点136-137

9.3 工作展望137-139

汽车电磁制动和摩擦制动集成系统制约技术与性能

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