汽車abs臺(tái)架檢測(cè)的電模擬方法

汽車abs臺(tái)架檢測(cè)的電模擬方法

1試驗(yàn)路面的選擇在測(cè)試和評(píng)估汽車abs的性能時(shí)，應(yīng)使用具有低粘度系數(shù)的各種狀態(tài)的試驗(yàn)道路。為滿足這種要求，目前普遍使用專門建造的特種路面試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行ABS汽車的道路試驗(yàn)與性能評(píng)價(jià)2慣性質(zhì)量模擬試驗(yàn)整車ABS檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖1所示。試驗(yàn)臺(tái)主要由電動(dòng)機(jī)、電磁滑差離合器、模擬飛輪、支承滾筒、測(cè)速滾筒、速度傳感器、力矩傳感器、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和測(cè)試結(jié)果顯示系統(tǒng)組成。電磁滑差離合器的工作特性為：控制器能夠根據(jù)測(cè)矩裝置發(fā)出的控制信號(hào)，自動(dòng)調(diào)整激磁線圈中激磁電流的大小，使扭矩輸出基本保持不變。通過(guò)控制器調(diào)整通入電磁滑差離合器激磁線圈中激磁電流的大小，進(jìn)而控制電磁滑差離合器輸出扭矩的大小，可以模擬不同附著系數(shù)路面的制動(dòng)情況。若要模擬汽車在道路上的狀況，則需要模擬汽車在道路上的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能。單一采用飛輪進(jìn)行汽車慣性質(zhì)量模擬的測(cè)試系統(tǒng)，不僅占地面積大、成本高，而且模擬的慣性質(zhì)量是離散值，模擬精度低。因此，采用電模擬方法對(duì)汽車慣性質(zhì)量進(jìn)行無(wú)級(jí)模擬。該試驗(yàn)臺(tái)采用變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)，用鑄鐵滾筒模擬地面，車輪與滾筒之間的附著系數(shù)取0.85，試驗(yàn)臺(tái)的最大檢測(cè)質(zhì)量為2500kg，最大制動(dòng)力矩為1433.2N·m，轉(zhuǎn)速傳感器為GBZ03B360型光電軸編碼器,脈沖數(shù)為360個(gè)/r。根據(jù)對(duì)車輪的力學(xué)分析，車輪所受制動(dòng)力為：式中，R設(shè)汽車開(kāi)始制動(dòng)時(shí)的初速度為：式中，k為系統(tǒng)傳動(dòng)比。則求導(dǎo)得：汽車在道路上制動(dòng)時(shí)的減速度可以通過(guò)在試驗(yàn)臺(tái)上飛輪的減速度測(cè)得，根據(jù)加速度定理得：因此，飛輪角速度控制公式為：式中，ω對(duì)飛輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)控制就可實(shí)現(xiàn)ABS臺(tái)架檢測(cè)時(shí)汽車慣性質(zhì)量的模擬。3模糊控制的確定在汽車慣性質(zhì)量的模擬中，由于電機(jī)和試驗(yàn)臺(tái)具有較強(qiáng)的非線性特性，因此難以對(duì)控制系統(tǒng)建立精確的數(shù)學(xué)模型。而模糊控制適于復(fù)雜的非線性系統(tǒng)的控制整車ABS檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)的模糊控制器為單變量二維模糊控制器,其系統(tǒng)框圖如圖2所示。模糊控制器的控制對(duì)象為汽車慣性模擬系統(tǒng)，被控制量為飛輪轉(zhuǎn)速，由傳感器測(cè)量。將通過(guò)計(jì)算得到的與理想飛輪轉(zhuǎn)速的差值e以及e的時(shí)間導(dǎo)數(shù)ec作為模糊控制器的輸入，而變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)頻率的變化量u作為控制器的輸出。定義系統(tǒng)k時(shí)刻的e式中，T為系統(tǒng)采樣周期，s;t為以k=0為記時(shí)零點(diǎn)的時(shí)間，s；ω在連續(xù)模糊控制中，考慮到計(jì)算的方便和與正態(tài)分布相似性，選擇比較合理的三角形分布。a．輸入變量e的模糊化。對(duì)于e采用5個(gè)語(yǔ)言模糊集來(lái)描述：負(fù)大（NB）、負(fù)（N）、零（Z）、正（P）、正大（PB），即模糊輸入變量e軇=NB,N,Z,P,PB。b．輸入變量ec的模糊化。對(duì)于ec也采用5個(gè)語(yǔ)言模糊集來(lái)描述：快降（DQ）、降（D）、保持（H）、升（I）、快升（IQ），即模糊輸入變量ee的變化范圍是有限的，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，變量e的論域取為[-100,100]，變量ec的論域取為[-10,10]，各變量的論域?yàn)檫B續(xù)的。c．輸出變量u的模糊化。對(duì)于變頻調(diào)速輸出u的模糊化采用7個(gè)語(yǔ)言模糊集來(lái)描述：負(fù)大（NB）、負(fù)中（NM）、負(fù)小（NS）、零（Z）、正?。≒S）、正中（PM）、正大（PB），即模糊輸入變量u軌=NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB?？紤]到控制精度和變頻調(diào)速器的特性，選取輸出變量u的論域?yàn)閇-1,1]。根據(jù)ABS檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)特性和人工經(jīng)驗(yàn)制定的模糊控制規(guī)則表如表1所列。在模糊控制中，考慮到推理時(shí)間，通常采用較簡(jiǎn)單的推理方法，如常用Madman的max-min合成法。圖3所示為模糊推理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。采用加權(quán)平均判決方法進(jìn)行反模糊化，輸出值經(jīng)反模糊化得到。例，當(dāng)輸入e=22.7、ec=1.24時(shí)，經(jīng)過(guò)模糊控制規(guī)則的推理和反模糊化，輸出變量u=-0.86，這個(gè)精確的輸出量就可用于控制系統(tǒng)。4模糊控制器性能仿真ABS檢測(cè)模糊控制器仿真研究的數(shù)據(jù)來(lái)源于ABS汽車制動(dòng)性能試驗(yàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)車型為捷達(dá)CIF，汽車質(zhì)量為1200kg，模擬汽車在低附著系數(shù)μ圖4為在μ由圖4可見(jiàn)，模擬車速的曲線沒(méi)有較大波動(dòng)，說(shuō)明仿真結(jié)果與實(shí)際接近，驗(yàn)證了模糊控制器的性能。因此，在ABS檢測(cè)中采用基于模糊控制器的電模擬方法模擬汽車慣性質(zhì)量方案是可行的。5abs模型理論分析基于電磁滑差離合器原理建立了汽車ABS臺(tái)架檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，并采用電模擬汽車慣量的方法對(duì)汽車的慣量進(jìn)行無(wú)級(jí)模擬，建立了理