制动器试验台的控制方法分析

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1、吉林化工学院课程设计说明书制动器试验台的控制方法分析学生学号：12810122学生姓名：葛晓雨专业班级：信科1201指导教师：孙王杰起止日期：2014.2.24～2014.2.27吉林化工学院JilinInstituteofChemicalTechnology吉林化工学院课程设计说明书课程设计任务书一、设计题目：制动器试验台的控制方法分析二、设计目的1.根据制动器的工作原理，掌握制动器实验台的控制方法，从而达到以试验台代替路试的结果；2.学会建立数学模型解决实际生活中的问题；三、设计任务及要求建立数学模型，对制动器试验台的控制方法进行详细的分析，

2、从而正确运用试验台测试制动器的优劣，建立的数学模型要求：1.能够计算出车轮的等效转动惯量；2.求解出机械惯量，在惯量范围内求出电动机的补偿惯量。四、设计时间及进度安排设计时间共一周（2014.2.24～2014.2.27）,具体安排如下表：周安排设计内容设计时间第一天第二天收集国家汽车设计理论、汽车制动器的设计分析方法、汽车荷载与速度的关系等相关材料并其进行了一系列的分析；2014.2.24～2014.2.25第三天第四天根据所理解的，建立数学模型，并进行计算说明，完成论文的设计及其撰写。2014.2.26～2014.2.27五、指导教师评语及学

3、生成绩指导教师评语:年月日成绩指导教师(签字):-I-吉林化工学院课程设计说明书目录课程设计任务书I一，问题的提出1二，模型假设2三，问题的分析2四，符号说明2五、模型的建立与求解2六，模型的评价与优点5七，参考文献5-5-吉林化工学院课程设计说明书制动器试验台的控制方法分析摘要制动器是人身和车辆的安全重要保障，然对其设计的综合性能的检测需要大量的路试，事实上无法办到，只能在专门的制动器试验台上对所设计的路试进行模拟试验，本文就是研究制动器实验台的控制方法等一系列问题，本文运用能力守恒，及其与转动惯量的关系，建立数学模型对题中问题进行相应的解答和

4、误差分析。对问题一，根据格局单个车轮制动时所受的载荷，运用能量守恒定理，可以计算得到车轮的等效转动惯量为51，99888。对于问题二，运用三重积分求和可以得到三个飞轮的转动惯量分别为29.9930，59.9862，119.9724，再根据随机组合的方法，得到八种机械惯量；在满足惯量范围内，求出电动机需要补偿的惯量大小，分别为-17.9874，12.0058。关键词：等效转动惯量，能量守恒随机组合积分求和一，问题的提出随着交通事业的迅速发展，国内汽车保有量也迅速增长，交通事故发生的频率也逐年攀升，引发这一问题的因素有很多，其中制动器问题就是比较典型

5、的一个原因。汽车的制动性直接关系到交通安全重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关，故汽车的制动性是汽车安全行驶的重要保障，而制动器是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全部件，其性能对行车安全至关重要。进行制动器试验检测其装配质量，评价它的综合性能，更为重要。为了检测制动器的综合性能，需要在各种不同情况下进行大量路试。但是，车辆设计阶段无法路试，只能在专门的制动器试验台上对所设计的路试进行模拟试验。模拟试验的原则是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。汽车行驶时，汽车的动能

6、包含汽车平移质量运动的动能和旋转部件旋转时所贮藏的动能两部分，且旋转动能可以通过转换系数转换为平移动能。制动器试验台采用旋转的惯性飞轮模拟加载汽车的上述两部分动能。飞轮是一种贮藏能量的机械部件，它在角速度上升时吸收能量，在角速度下降时释放能量，因此它可以用来模拟制动器负载。试验台上的主轴等不可拆卸机构的惯量称为基础惯量。飞轮组由若干个飞轮组成，使用时根据需要选择几个飞轮固定到主轴上【1】，这些飞轮的惯量之和再加上基础惯量称为机械惯量。根据制动器试验台的结构、工作原理及其它相关知识，解决以下问题：1. 设车辆单个前轮的滚动半径为0.286m，制动时

7、承受的载荷为6230N，求等效的转动惯量。-5-吉林化工学院课程设计说明书 2.计算一个由3个外直径1m、内直径0.2m的环形钢制飞轮组成飞轮组，厚度分别为0.0392m、0.0784m、0.1568m，钢材密度为7810kg/m3，基础惯量为10kg·m2，可以组成哪些机械惯量。设电动机能补偿的能量相应的惯量的范围为 [-30, 30]kg·m2，计算对于前面得到的等效的转动惯量所需要的电动机补偿惯量。二，模型假设1)假设路试时轮胎与地面的摩擦力为无穷大，轮胎与地面无滑动；2)假设试验中主轴的角速度与车轮的角速度始终一致，且只有平动能量，忽略转

8、动能量；3)假设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几乎一致；4)忽略车轮自身转动所具有的能量。5)重力加速度g为9.8