A20004100中南大学叶飞黄见晨熊頔.doc

A20004100中南大学叶飞黄见晨熊頔.doc2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛
2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛
承诺书
我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则 •
我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网
上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的 ，如果引用别人的成果或其他公开的
资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参 考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规
则的行为，我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是（从 A/B/C/D中选择一项填写）： A
我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 20004100
所属学校（请填写完整的全名）： 中南大学
参赛队员（打印并签名）：1. 熊頔
叶飞
黄见晨
指导教师或指导教师组负责人（打印并签名）： 郑洲顺
日期：2009 年09 月日
赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛
2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛
编号专用页
赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：
评阅人
评分
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备注
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全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：
全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
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制动器试验台的控制方法分析
摘要
汽车制动器的设计是车辆设计中最重要的环节之一，在车辆设计阶段，制动器测试 只能在专门的制动器试验台上通过对所设计的路试进行模拟来完成。 本文首先用车轮分
摊车重的动能来表示路试模拟的等效转动惯量，针对实际情况得出等效转动惯量为 m2。对不同数量飞轮的各种组合计算了相应的转动惯量和机械惯量，由等效 转动惯量与机械惯量之差计算出路试模拟所需电动机的补偿惯量， 分析得出只有机械惯
kg ， 所需补偿惯量为
kg m2 和- kg m2。
由路试与实验台上制动器在制动过程中消耗能量相同，得出驱动电流产生的扭矩等 于电动机补偿惯量与主轴角加速度的乘积。建立了由瞬间转速计算驱动电流的模型，推
一 10
导了由瞬时转速计算驱动电流的计算公式I t = —「:k J补上：t - 。
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基于试验台的能量组成情况，根据某控制方法的执行结果，计算出路试与实验台上
的制动器在制动过程中消耗能量的绝对误差 %。由角
加速度不变的理想状态计算出瞬时转速的理想值，由能量误差、瞬时转速的实际值和理 想值的残差建立评价指标体系，对该控制方法的执行结果进行评价，试验台总的惯量并 没有在合理范围内达到等效转动惯量。
以路试模拟中试验台的机械惯量和补偿惯量之和向等效转动惯量逼近为原则， 设计
驱动电流计算机控制方法，利用驱动电流依赖于可观测量的模型，得出已知某时刻瞬时 转速，计算控制电流的公式I tk1二kJ补?t0 k 1 tk，由两个相邻时刻的
At
瞬时转速计算符合条件的任意时刻的理想驱动电流， 用理想驱动电流指导与其相隔两时
间步长的控制电流，得到改进的驱动电流的计算机控制方法。
针对改进了的计算机控制模型中时间滞后性及初始电流不确定等问题， 提出缩短步
长值和试探电流的方法，针对缩短步长值，在计算机的强大计算能力下，可以在不增加 工作量的前提下提高对驱动电流的控制精度，对于试探电流，基于试验台的能力组成， 在使能量误差尽量小的前提下，用尝试的办法得到初始的试探电流，以弥补不确定性带 来的误差。
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关键词：驱动电流；能量误差；控制方法；试探电流
一 问题重述
汽车制动器的作用是在行驶时使车辆减速或者停止， 制动器的设计是车辆设计中最 重要的环节之一，直接影响着人身和车辆的安全。制动器的实际工作过程必须通过路试 来测试，但是，车辆设计阶段无法路试，制动器测试只能在专门的制动器试验台上通过 对所设计的路试进行模拟来完成。
在模拟试验中， 要让试验台上制动器的制动过程与路试车辆上制动器的制动过程尽 可能一致，最重要的就是让车轮在车辆平动时