基于制动控制器的磁流变制动器性能

本文主要对基于制动控制器的磁流变制动器性能进行探究.对磁流变制动器进行结构设计和仿真优化,得出制动器的最优结构,并基于Arduino开发板与L9349功率驱动芯片设计了磁流变制动控制器.为探究基于制动控制器的制动器制动性能,分别进行了不同阶跃信号规律、正弦信号规律的制动力矩跟随实验和制动减速度实验.实验结果得出制动器的响应时间约在40ms,控制系统滞后时间约为70ms,制动力矩在跟随过程中滞后时间约为20ms,与液压制动系统相比具有较快的制动响应.本研究对磁流变制动器的发展和应用奠定了基础.     

磁流变制动器性能分析试验台的研制

在车辆制动系统中制动器的优劣直接决定了制动系统的性能优劣.为了配合新型磁流变制动器的研制,研发了专用测量分析磁流变制动器性能的试验台.试验台整体分为测量模块和施加负载模块,其中测量模块是在虚拟软件LabVIEW平台上开发,它包括转速转矩传感器和数据采集卡以及虚拟仪器.最后,通过一系列试验证明该试验台能够完成对磁流变制动器的综合性能测试分析,验证了试验台设计的合理性和可行性.     

摩擦式制动器与非接触轮边缓速器集成系统仿真分析

为了有效提高轿车制动效率,建立了摩擦式制动器与非接触轮边缓速器集成系统控制模型,获得了缓速器制动力矩和集成系统总制动力矩随车轮转动角速度的变化关系;提出了通过脉冲宽度调制调节缓速器线圈通电电流从而改变集成系统总制动力矩的方法。利用建立的系统控制模型和控制策略对汽车制动性能进行仿真。仿真和实例分析表明,与传统的制动系统相比,摩擦式制动器与非接触轮边缓速器集成系统使制动时间缩短3.7 s,制动距离减少76.8 m。     

轿车盘式制动器渐进特性研究

介绍了轿车盘式制动器制动力矩渐进特性的概念及其评价参数,研究盘式制动器制动力矩渐进特性.在制动器惯性实验台上,对轿车盘式制动器分别进行了不同制动初始温度、制动压力及制动初始速度条件下的恒压制动实验.实验结果表明,制动初始温度、制动压力及制动初始速度对渐进特性有不同程度的影响,并结合评价参数分析了这些因素的各自作用规律.     

盘式制动器铜基摩擦片摩擦制动特性的实验研究

为了研究盘式制动器铜基摩擦片与制动盘的摩擦制动特性,分析了盘式制动器制动原理。通过对铜基摩擦片的摩擦特性进行实验,探讨了不同制动速度以及制动压力下摩擦系数和磨损率的变化规律。研究结果表明:制动压力为30 N时,摩擦系数随时间逐渐增大并趋于稳定,稳定后的平均值为0.46;磨损率随制动压力增加而增加,随制动速度的增加而减小;此外,制动压力为30 N、制动速度为80 mm/min时,达到实验中的最佳制动效果。     

基于CFD技术盘式磁流变液制动器结构及性能

为了研究转盘结构对盘式磁流变液制动器的性能的影响,对制动器磁流变液流场进行了仿真和试验研究。根据制动器的结构特点和磁流变液宾汉模型理论,运用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)软件Fluent对不同转盘结构下,制动器内磁流变液流场的速度、压力、黏度及剪切应力分布进行仿真,得到制动力矩随结构和磁场强度的变化规律,并进行了试验验证。仿真及试验结果表明:磁流变液腔室宽度对制动力矩影响较小,表面开辐射状槽时转盘制动力矩最大,开有通孔的情况次之,开环形槽时制动力矩最小。研究结果为磁流变液制动器的结构设计提供了参考依据。     

齿形换挡带式制动器接合过程研究

为了研究制动器接合过程的转速、转矩特性,将接合过程分为消除间隙、齿顶滑摩、钢齿啮合和碰撞四个阶段,建立了接合过程动力学模型,分析了制动带的受力情况和制动鼓的转速变化,并运用Matlab进行制动器接合过程仿真,确定了成功接合所允许的制动鼓初始角速度的范围以及不同初始转速下的转矩冲击.研究表明:制动器成功接合初始角速度随电磁缸拉力增大而增大,随制动带径向刚度增大而减小.此外,台架试验验证了齿形换挡带式制动器转矩冲击模型,制动器在仅提供较小电磁拉力下能克服转矩冲击,实现制动.     

可观测量的电动机驱动电流建模

检验汽车行车制动器设计的优劣,需要得到电动机驱动电流与时间之间的精确关系。因为制动器性能的复杂性,驱动电流与时间之间的精确关系很难得到。基于模拟实验台,由能量等效转化的方法,将能量转化为可观测的转速以及对于转动物体来说恒定不变的转动惯量,建立了电动机驱动电流依赖于可观测量的数学模型。     

多级线圈磁流变阻尼器磁路分析

为了研究多级线圈磁流变阻尼器内部的磁场分布,对多级线圈磁流变阻尼器的磁路进行了理论分析,根据磁路欧姆定律给出了多级线圈磁流变阻尼器有效间隙处磁感应强度的计算方法.基于通用有限元软件建立了多级线圈磁流变阻尼器的有限元模型,计算了不同磁场下各阻尼间隙处的磁感应强度.通过引入高斯函数和指数函数,模拟了磁场的分布规律以及电流对磁场的影响规律,建立了多级线圈磁流变阻尼器磁场分布的计算模型,并给出了相应计算公式.结果表明,该模型可以快速有效地计算出不同磁场下阻尼器各有效阻尼间隙处的磁感应强度,模型计算结果与有限元仿真结果吻合良好.所提模型为多级线圈磁流变阻尼器阻尼力计算以及线圈通电优化分析提供了基础.     

用于被动力觉再现的磁流变液制动器

为解决主动力觉驱动器的安全性、稳定性差等问题,研制了一种用于被动力觉再现的新型制动器.该制动器包括一个内置多个旋转盘的壳体,转子与壳体的间隙充满磁流变液.在磁场作用下当磁流变液粘度变大时,旋转盘相对于壳体将受制动力矩作用.建立了制动器的动力学模型,分析了制动器输出力的约束条件,通过研究转子转速反馈算法和输出力矩反馈算法建立制动器的简化逆动力学模型.虚拟力觉再现实验结果显示:制动器输出力的动态变化系数大于20,能够高保真地实现肌体组织的柔顺性再现和硬物的刚性再现.     

减速度非线性变化对制动距离影响分析

为避免减速度线性变化的假设造成制动距离计算值与实测值之间的偏差,回归了减速度与时间非线性关系式,并推导了减速度非线性变化时制动距离计算公式.建立轮胎-路面三维有限元模型,计算了在干燥与潮湿2种路表状况下制动减速度线性和非线性变化时的制动距离.结果表明:减速度线性和非线性变化计算所得制动距离,对于干燥路表差别不大,潮湿路...     

汽车永磁无级缓速器的设计与仿真分析

汽车永磁无级缓速器有利于实现各种路况下的最佳缓速制动.笔者研究了永磁缓速的工作原理,提出了一种新型轴向移动式的无级调速设计方案,通过理论分析计算确定了设计参数,并采用Matlab中的fmicon函数模块进行二阶非线性结构优化得出关键结构的最优解.利用ANSOFT软件建立了三维电磁场有限元仿真模型,对永磁缓速器进行磁场和制动力矩的静态和瞬态分析,分析磁场的分布特点和影响因素,对转子总成与定子鼓之间不同轴向位置的制动力矩分析表明,该缓速器能够实现良好的线性控制和稳定的制动力矩输出,能够满足无级缓速制动的需要.     

工程车全液压制动系统性能试验台设计

为了对全液压制动系统的动态响应特性及制动压力输出特性进行精确检测,设计了一套由供油、主体、制动器及测控4个模块组成的全液压制动系统性能试验台,为满足充液阀和制动阀高低温试验空间的要求,主体模块的结构布置力求紧凑.另外,基于LabVIEW平台构建了制动系统参数检测与控制模块,并开发了一套制动踏板驱动机构及其反馈控制算法,实现了制动踏板运动过程的编程控制以及相关测试数据的自动化采集处理等功能.实验表明,该试验台可对不同温度和不同工况条件下的制动系统动态响应特性及制动压力输出特性等关键性能进行自动化精确检测.     

带有制动能量再生系统的公共汽车制动过程

带有制动能量再生系统汽车的制动过程与传统汽车的制动过程有所不同．通过对城市公共汽车再生制动力矩和车轮液压制动模型的分析,把再生制动力矩折算成相应的液压制动踏板行程．从而使再生制动力矩产生的制动感觉和液压制动感觉一致．对纯再生制动模式、紧急制动模式和一般制动模式三种情况下的制动距离进行分析计算,提出了城市公共汽车再生制动的控制策略．结果表明,制动安全主要取决于紧急制动距离,而制动能量回收的多少主要取决于纯再生制动模式和一般制动模式下的制动距离．推导出的紧急制动距离公式在设计带有能量再生制动系统汽车时,可用于计算、校核其制动安全距离．     

基于CarSim交通事故中汽车制动初速度的计算*

基于汽车制动过程分析,结合实际交通事故中制动距离的影响因素,针对交通事故中汽车制动初速度计算方法进行了研究,通过分析传统计算的不足。结合理论知识,采用车辆动力学仿真软件CarSim中的实车仿真模块进行仿真分析,将最大制动加速度持续时间与制动初速度采用Matlab拟合,得到了一种以最大制动加速度持续时间为自变量的计算公式。最后进行实车试验采集制动数据,试验结果表明,该公式在交通事故中计算出的制动初速度,与实际情况基本吻合。     

制动盘表面微结构仿生构建与应力场分析

制动盘摩擦磨损不均匀易引起制动失效,导致重大交通事故的发生。基于蝗虫体表因具有非光滑表面结构而表现出的良好耐磨特性,应用SolidWorks三维制图软件建立了不同制动盘表面微结构仿生模型。运用ANSYS Workbench仿真软件,对不同表面微结构制动盘在不同初始速度下摩擦制动过程中的制动时间及应力分布情况进行了分析。得到了仿生制动盘表面结构的变化对制动性能和耐磨性能的影响情况,表明直沟槽表面制动盘的制动性能和耐磨性能相对较好。该研究结果对寻求一种制动性能和耐磨性能良好的仿生制动盘表面优化设计方法提供了理论基础。     

四轮轮毂电动汽车的紧急制动能效性转矩优化

提出了一种新的基于预测控制的转矩优化控制方法,以协调控制紧急制动工况下的四轮轮毂电动汽车复合制动(液压制动和再生制动)系统.其转矩优化控制器可快速地跟踪车辆在不同路面附着条件下的最佳滑移率稳定区域;同时,在控制目标函数中加入能量回收趋势优化项,用于能量回收目标的快速动态调整,通过调节优化目标函数权值的大小,实现制动安全的同时提高车辆的能量回收能力.在Carsim中建立了车辆模型并和Simulink运行环境进行了联合仿真,验证了提出的转矩优化方法的有效性.     

制动特性对修井机制动性能关系影响*

游车制动产生的动载荷是造成修井机井架振动冲击甚至过载失效的根源,针对制动特性与制动性能关系的研究有待深入。目前对修井机制动性能的研究多为基于单个零部件的摩擦分析,难以完全满足制动系统性能优化、评价的需要。以油田小修作业机制动系统为研究对象,基于刚体动力学理论研究不同制动特性对整机制动性能的影响,利用正交试验法分析不同工况下制动参数与制动性能的关系。研究发现：采用正矢制动特性时游车大钩制动加速度曲线优化明显,制动力矩增长率及最大制动力矩是影响制动性能的关键因素,因此正常制动力矩增长率控制在2000-3000N·m·s-1,最大制动力矩取15-20kN·m时,能满足现场制动时间与效率的最优解。     

汽车防抱制动系统理论分析与实验研究

分析汽车制动过程及制动过程中角速度、角加速度的变化规律 ,建立车轮动力学模型 根据产生最大制动力的车轮角加速度即临界角加速度及其变化规律 ,采用角加速度门限值作为控制参数 ,并以EQ1 40型汽车气制动系统为基础 ,建立电子防抱制动实验系统 通过转鼓实验台的多次实验 ,效果明显 ,所得出一些有益的结论和经验亦将有助于更深一步的研究