传动试验台架负载电模拟技术研究

摘要

台架试验是现代汽车开发的重要环节。传动试验台架是汽车离合器、变速器等部件研究、开发和测试的平台。被测件在台架上的运行状况与在真实车辆中的情况相似时，试验结果才具有实际意义。随着电子技术和自动控制技术的发展，台架的负载部分越来越多的采用电机控制，以提高响应速度和动态性能。基于电机的负载模拟技术是试验台研究的热点之一。传统的转矩控制对系统建模的要求较高，在实际应用中误差较大。基于转速闭环的控制技术能较好跟踪目标系统的速度需求，但改变了系统的动态特性。理论研究证明，转速闭环-转矩开环结合的负载模拟技术既具有良好的速度跟随性能，又能实现动态模拟的要求。
　　本文以电机驱动的传动试验台架为平台，研究了负载模拟技术在台架中的应用。论文首先介绍了汽车试验的基本方式，引出试验台架的意义，并讨论了负载模拟技术的研究现状。随后论文介绍了台架的组成、电机的控制方法、传感器的布置，讨论了台架电驱动系统的控制方法。而后文章介绍了基于LabVIEW的台架控制程序的主要模块和逻辑。之后，本文讨论了汽车传动模型的构建，介绍了基于物理概念的模块化建模方法，并分析了整车模型和台架负载部分模型的建立，明确了负载模拟的任务。而后论文从控制理论角度讨论了负载模拟的算法，分析了各种方法的控制框图和传递函数，并指出它们在实际应用中的优缺点。最后，依照前述各章节提出的理论和方法，在试验台架中以自动变速器为对象，测试了负载模拟算法的应用。试验结果表明，转速闭环-转矩开环结合的负载模拟算法在台架应用中具有较好的性能。论文在末尾提出了研究的不足之处和改进的方向。

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第一章 绪论

1.1 汽车传动试验

1.2 负载模拟算法的研究现状

1.3 课题研究背景和主要内容

第二章 传动试验台架的构成

2.1 台架组成

2.2 台架控制系统

2.3 本章小结

第三章 台架控制程序设计

3.1 LabVIEW语言简介

3.2 控制程序的模块、逻辑和界面

3.3 本章小结

第四章 汽车传动仿真模型

4.1 汽车动力学仿真的基本方法

4.2 汽车传动系统模型架构

4.3 整车行驶阻力模型

4.4 台架转动动力学仿真模型

4.5 台架模型参数辨识

4.6 本章小结

第五章 负载模拟算法分析

5.1 负载模拟问题的描述

5.2 基于扭矩控制的负载模拟算法

5.3 转速控制的负载模拟算法

5.4 台架中的负载模拟问题

5.5 本章小结

第六章 传动试验台架负载动态模拟实验

6.1 台架负载模块的参数识别

6.2 台架运转特性实验

6.3 负载模拟验证实验

6.4 实验结果分析

6.5 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

致谢