A0级轿车磁流变液制动器试验台研制

摘要

磁流变液(Magneto-Rheological Fluids，MRF)是磁性颗粒分散于基液中而形成的悬浮液，是一种极具发展前途和工程应用价值的新型智能材料，性能良好的磁流变液在磁场作用下，可在毫秒级的时间内，由牛顿流体转变为塑性宾汉(Bingham)流体，这种变化连续、可逆、可靠的优良特性，非常适用于主动控制。利用磁流变液的这一特性设计出的制动器，再辅以合理的控制和信息反馈系统，有利于实现地面附着力与制动力的快速匹配，完成理想的的 ABS制动过程，从而代替传统液压机械式 ABS，有利于实现底盘集成控制，大幅改善车辆制动性能。然而目前虽然关于磁流变液制动器的研究成果很多，但是尚未达到生产使用的地步，并且所涉及的研究一般还都限于试验探索，工程化应用的研究较少，为了进一步促进磁流变液制动器应用研究，设计磁流变液制动器试验台架具有重要意义。
　　首先依据有关乘用车制动器标准和磁流变液制动器试验需求，提出了设计目标，选取了合理的试验台架传动方案；然后分析了制动器试验台架传统设计方法的不足，提出了通过绘制机械特性和加速特性曲线借以计算加速时间的设计方法，优化设计台架驱动系统，合理匹配相关部件；接着分析了试验台架的测试控制方法，绘制单片机原理图及 PCB图，制作和调试了单片机；之后根据所设计的台架驱动系统，在 Matlab/simulink中建立系统仿真模型，分析了系统的自调节性能的不足，提出对系统进行恒转速闭环控制，采用 PID控制算法；最终在系统仿真模型基础上建立了半实物仿真平台，编写单片机控制程序，完成了试验台架的恒转速控制。

目录

第1章 绪论

1.1引言

1.2磁流变液制动器现状

1.3制动器试验台架研究现状

1.4课题来源与意义

1.5本文研究内容及方法

第2章 试验台架方案设计

2.1方案设计目标

2.2方案分析

2.3参数初算

2.4驱动系统仿真设计

2.5本章小结

第3章 台架控制和数据采集接口电路设计

3.1接口电路设计

3.2电路板调试

3.3本章小结

第4章 试验台架系统仿真模型

4.1异步电机调速方式

4.2变频器选取

4.3建立系统仿真模型

4.4本章小结

第5章 试验台架半实物仿真模型的建立及PID控制

5.1半实物仿真仿真模型的建立

5.2 PID控制及单片机实现

5.3仿真条件及仿真结果

5.4本章小结

第6章 结论与展望

6.1工作总结

6.2工作展望

参考文献

附录A M文件程序

附录B 单片机程序

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果