基于虚拟样机的车辆电液动力制动系统研究

摘要

工程车辆电液制动系统是新型的制动系统，它采用电子与液压相结合的方式，可实现制动压力的比例控制，是目前线控制动的主要体现。它具有传统气顶油和全液压制动系统所无法比拟的优点。在国外已经开始从全液压制动系统向电液制动系统转变，而国内仍然普遍采用气顶油式制动系统。为缩小与西方国家的差距，提高我国装备制造业水平，本文在电液动力制动系统研究的基础上，结合虚拟样机技术对其进行了仿真与试验研究。
　　本文运用MATLAB/Simulink仿真软件，运用微分方程建立了电液动力制动系统、动力调节系统及制动能量回收系统的数学模型，设置相应参数对其进行动态仿真，并通过实验对模型进行验证。
　　以某国产ZL50装载机为原型，利用三维制图软件Pro-E绘制各机构零件图并进行装配，创建了整车机械模型。利用多体动力学软件ADAMS与三维软件的接口技术，将整车机械模型导入ADAMS中，并定义模型的质量、转动惯量，设置各机构之间的运动约束关系、加载驱动，完成仿真样机，通过实车试验对样机模型进行验证。
　　根据软件ADAMS与MATLAB之间的的接口原理，对机械仿真系统和液压仿真系统进行接口设计，实现了机械系统与液压系统的联合仿真，得到了装载机在持续制动和点刹制动两种常规制动工况下的动态特性曲线，仿真结果与实际制动效果相符。结果显示虚拟样机模型与液压系统模型实现了完美兼容，表明该设计方法是有效性的、实用的，为电液动力制动系统的进一步研究与应用奠定了基础。
　　设计并搭建了车辆制动能量回收模拟系统试验台架，采用三维布管的方式对试验台进行布局，将实验测试的数据与仿真结果进行比较分析，验证了制动能量回收系统仿真模型的正确性，为后续研究提供了基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 选题意义

1．2 虚拟样机技术国内外研究与应用现状

1．2．1 国外虚拟样机技术的研究与应用现状

1．2．2 国内虚拟样机技术的研究与应用现状

1．3 论文的研究内容

第2章 车辆电液控制相关系统的数学建模

2．1 液压系统建模仿真理论及软件介绍

2．1．1 数字仿真理论

2．1．2 MATLAB／Simulink仿真软件介绍

2．2 电液动力制动系统模型的建立

2．2．1 电液动力制动系统的组成及工作原理

2．2．2 电液动力制动系统建模及验证

2．3 制动能量回收系统模型的建立

2．3．1 系统组成及工作原理

2．3．2 系统模型的建立

2．4 动力调节系统模型的建立

2．4．1 系统组成及工作原理

2．4．2 系统建模及验证

2．5 本章小结

第3章 虚拟样机的建立

3．1 轮式装载机的构成

3．2 装载机虚拟样机模型的建立

3．2．1 虚拟样机技术

3．2．2 三维模型的建立

3．2．3 动力学模型的建立

3．3 虚拟样机模型的验证

3．4 本章小结

第4章 虚拟样机与电液控制系统的联合仿真

4．1 机电液一体化联合仿真相关理论

4．2 虚拟样机与电液控制系统的联合仿真

4．2．1 ADAMS与MATLAB接口原理与设计

4．2．2 电液动力制动系统的联合仿真

4．2．3 电液制动、能量回收及动力调节大系统的联合仿真

4．3 本章小结

第5章 车辆制动能量回收模拟系统实验研究

5．1 车辆制动能量回收模拟系统试验方案

5．1．1 车辆制动能量回收模拟系统结构及工作原理

5．1．2 试验台架的规划方案

5．2 试验测试与分析

5．2．1 试验设备及仪器

5．2．2 试验台控制信号输入的实现

5．2．3 试验测试与分析

5．3 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 研究总结

6．2 研究展望

致谢

参考文献

附录

个人简历 在读期间发表的学术论文