基于速度跟踪算法的履带车辆底盘测功机研究

摘要

车辆底盘测功机是一种重要的室内台架检测试验台，是电力测功机的一个重要的分支。底盘测功机测试结果的可靠性和准确性直接取决于测功机能否真实的模拟车辆真实的道路行驶阻力。当前对车辆测功试验台主要采用以下两种方式模拟车辆实际工况负载，一种是采用惯性飞轮模拟惯性负载，根据滑行试验得到的各速度点的路面阻力和风阻对被试车辆进行实时加载。另一种基于逆动力学原理，根据试验台系统和实际系统的逆动力学模型，加载系统施加所需要补偿的负载值。用惯性飞轮模拟惯性负载时无法做到无级模拟，并且惯性飞轮尺寸大，加工和安装都比较麻烦，增大了试验台的体积，影响试验台加载的动态响应。而基于逆动力学的试验台，模拟惯量的范围有限，只能是50％至200％的实际系统惯量，而且当前的车辆台架试验台没有考虑多余力矩的问题。
　　本论文在分析了国内外测功机的种类和发展现状的基础上，建立了直流电力测功机的数学模型，分析了直流电力测功机的稳定性原理和调速原理。考虑到采用惯性飞轮和逆动力学原理进行惯量模拟所存在的不足，本论文设计了一种采用速度跟踪法进行惯量模拟的车辆底盘测功机，既能实现惯量的无级调整，又提高了惯量模拟的准确性。在系统硬件结构的基础上，使用LabVIEW进行模块化编程，设计了整车台架试验软件系统。最后，通过对某型车辆进行了几种不同模式的台架试验，分析了试验结果，证明了本论文所建立的机械惯量电模拟模型是正确的。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 测功机分类及发展现状

1．3 测功机控制技术的发展

1．3．1 测功机系统控制器的研究现状

1．3．2 测功机控制算法研究

1．4 课题背景及选题意义

1．5 本文研究的内容

第二章 履带车辆台架试验台原理及其设计

2．1 典型直流电力测功机试验台结构

2．2 履带车辆台架试验台系统总体设计

2．2．1 系统设计指标

2．2．2 试验台系统总体方案

2．2．3 系统硬件技术参数

2．3 台架试验台数学模型

2．3．1 试验台的时域数学模型

2．3．2 试验台数学模型的状态空间表达法

2．4 台架试验台稳定性原理

2．4．2 稳定状态分析

2．4．3 不稳定状态分析

2．4．4 半稳定状态分析

2．5 台架试验台调速

2．6 本章小结

第三章 机械负载动力学模拟控制算法研究

3．1 引言

3．2 直流电机的转速电流双闭环调速系统

3．2．1 单闭环调速系统

3．2．2 双闭环调速系统

3．3 基于机械负载逆动力学模型的控制算法

3．4 基于速度跟踪的控制算法研究

3．5 试验台系统软件设计

3．5．1 软件系统结构设计

3．5．2 试验模块流程设计

3．5．3 转速采集、滤波及闭环控制程序设计

3．5．4 转矩采集、滤波及闭环控制程序设计

3．5．5 速度跟踪法惯量模拟程序设计

3．6 本章小结

第四章 履带车辆台架试验方法及试验结果研究

4．1 引言

4．2 车辆启动时刻的电惯量模拟策略

4．3 速度跟踪法惯量模拟精度分析

4．4 变速箱匹配试验

4．4．1 被试车辆参数

4．4．2 变速箱匹配试验结果及分析

4．5 加速试验

4．5．1 零到最大速度加速试验

4．5．2 各档位加速试验

4．6 制动试验

4．7 预设路谱试验

4．8 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 全文总结

5．2 工作展望

参考文献