某履带式车辆联合制动装置控制系统研究

摘要

随着工业和国防的现代化，工程机械以及军用车辆向高速、重载和自动化等方向发展，对其制动系统的可靠性、稳定性、可控性和操纵性均提出了越来越高的要求。在制动系统中如果依靠单一的制动器，在经过大负荷长时间的制动以后，制动器产生大量的热量使温度大副提升，导致过热现象。从而导致摩擦系数降低，制动器自动效能衰退甚至完全丧失制动能力，这对行驶中的车辆是相当危险的。所已使用多个制动器组成联合制动势必成为重型车辆制动系统的发展趋势。本文针对某履带式车辆的联合制动系统中液力减速器性能进行了理论上的研究，并对联合制动器的控制系统进行了设计。 论文第一章中，首先全面地介绍了制动系统的组成和发展情况以及联合制动的定义和发展情况，然后对联合制动的控制的内涵进行了介绍。 论文第二章中，通过历史纵向和国内外横向的对比，阐述了液力减速器的发展和应用概况。在阅读众多资料基础上分析了液力减速器动轮和定轮与工作液体问力矩的相互关系，然后针对实际减速器流道中液流的流动情况进行了分析，归纳了速度表达式，并根据能量守恒原理得到了循环流量和制动力矩的表达式。最后参考液力偶合器在不同转速下不同充液率时产生的力矩实验结果的资料，归纳得到了液力减速器制动力矩基本与充液率成正比的结论。 论文第三章中，通过分析各种机械制动器的制动力矩公式和各种辅助制动器制动力矩与速度(角速度)的关系，归纳出了机械制动器制动时制动力矩的通用公式和辅助类制动器制动力矩的通用公式。并通过仿真，定性的研究了两类制动器制动时的特点，得出了车辆在联合制动中制动器参与制动的时机。 论文的第四章中，根据课题研究的联合制动系统控制要求，对联合制动装置的控制系统进行设计。新型制动器控制系统主要有液压控制部分和电子控制部分组成。本章中针对液压控制部分进行了设计，并利用仿真对设计的直动式双路比例减压阀进行了分析和研究。 论文第五章中，对直流电机的软启动工作原理进行了介绍，并设计了直流电机启动电路。然后针对新型制动器电子控制系统的核心CPLD内部逻辑作了详细说明。CPLD的内部逻辑主要实现电机启闭控制(含故障报警)、PWM软启动信号输出、速度检测和温度保持四个功能，从而实现协调系统各部分正常工作。最后设计了CPLD的外围电路各个部分的电路接口。 论文第六章中，对全文工作进行了研究总结，并对后续工作提出了展望。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1制动系统的组成与发展概况

1.1.1制动的含义与制动系统组成

1.1.2制动器的类型

1.1.3制动系统电子控制研究发展概况

1.2联合制动的应用

1.2.1联合制动的含义及发展概况

1.2.2联合制动系统的控制

1.3本课题研究内容

1.4本章小结

第二章液力减速器制动性能研究

2.1液力减速器发展及应用概况

2.2液力减速器特性计算

2.2.1液力减速器与液力偶合器的关系

2.2.2液力减速器定轮和动轮间扭矩的关系

2.2.3液力减速器液流情况分析及制动扭矩基本方程

2.2.4液力减速器内循环流量分析

2.2.5充液量对制动扭矩性能的影响

2.3本章小结

第三章制动器制动特点研究

3.1摩擦制动器制动力矩分析

3.1.1蹄块式制动器

3.1.2带式制动器

3.1.3盘式制动器

3.1.4通用制动力矩公式

3.2辅助制动器

3.2.1发动机制动

3.2.2发动机排气制动

3.2.3电涡流缓速器

3.2.4空气动力制动

3.2.5液力制动器

3.2.6通用制动力矩公式

3.3两类制动器制动特点仿真分析

3.3.1仿真软件介绍

3.3.2数学建模及仿真

3.4本章小节

第四章联合制动控制系统研究

4.1控制系统设计要求以及总体控制方案确定

4.1.1控制系统设计要求

4.1.2总体控制方案确定

4.2液压系统设计

4.2.1液压系统原理及工作优点

4.2.2直动式三通比例减压阀的仿真研究

4.3本章小结

第五章电子控制系统研究

5.1直流电动机启动控制

5.1.1直流电机软启动介绍

5.1.2直流电机驱动电路设计

5.2 CPLD内部逻辑电路

5.2.1电机启闭控制电路

5.2.2 PWM软启动信号发生电路

5.2.3速度检测电路

5.2.4温度保持电路

5.3 CPLD外围电路

5.3.1电源电压

5.3.2指示电路

5.3.3制动信号输入输出电路

5.3.4速度传感器接入电路

5.3.5分频电路

5.3.6电机驱动信号输出电路

5.3.7其他相关电路

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1内容总结

6.2未来工作展望

参考文献：

致谢

附录