工程车辆传动系加载试验台研制

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1、国内图书分类号：TP271.4学校代码：10213国际图书分类号：629.3密级：公开工学硕士学位论文工程车辆传动系加载试验台研制硕士研究生：关硕导师：叶正茂副教授申请学位：工学硕士（应用研究型）学科：机械电子工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2010年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP271.4U.D.C:629.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDEVELOPMENTOFTRANSMISSIONLOADINGTESTOFENGINEERINGVEHICL

2、ESCandidate:GuanShuoSupervisor:AssociateProf.YeZhengmaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechatronicEngineeringSchoolofMechatronicsEngineeringAffiliation:DateofDefence:June,2010Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要对于在工况

3、恶劣的条件下运行的工程车辆来说，其工作性能和可靠性在很大程度上取决于它的传动系，而变速箱和驱动桥是传动系的重要部件，应用加载试验台在室内对变速箱和驱动桥进行加载试验，可进行性能测试、可靠性和质量的评估，能够降低变速箱和驱动桥的研制成本，缩短研制周期。本文所研究的“工程车辆传动系加载试验台”采用共直流母线工作方式驱动变频电机来实现功率输入，试验件输出端经扭矩传感器、减速箱驱动加载电机，加载电机产生的电能经逆变驱动器反馈给驱动端。本文首先对国内外在传动系试验台领域的研究做了详细的介绍，并对比了直流回馈式、交流回馈式、液压回馈式的优缺点。根据用户的需求

4、确定本试验台采用共直流母线的工作方式，并对交流调速系统的发展做了介绍。其次进行了试验台的总体设计。基于厦门质检所提供的柴油发动机扭矩——转速曲线，依据功率匹配原则，配置了变速箱加载试验台的驱动电机和变速箱。依据所测变速箱的速比范围，配置了变速箱加载试验台的加载电机和变速箱。依据柴油发动机经被测变速箱的扭矩——转速曲线，配置了驱动桥加载试验台的驱动电机和减速箱。根据轮边的机械特性配置了驱动桥加载试验台的加载电机和减速箱。再次本文对交流伺服变频调速系统进行了研究，建立了交流伺服变频调速系统的数学模型。分别建立了变速箱和驱动桥加载系统的数学模型，在此基

5、础上进行了仿真分析。利用传递函数方块图模型对驱动单元转速控制系统、加载单元转矩控制系统进行了频域分析，并通过仿真分析得出了柔性环节和负载惯量对加载系统特性的影响。并对驱动单元转速控制系统和加载单元转矩控制系统进行了时域分析，揭示了系统固有参数、控制器参数、驱动转速和加载转矩波动干扰（机械耦合）等对加载系统动态性能的影响规律，得到许多有参考价值的结论。为工程车辆传动系加载系统的设计，提供了可靠依据。研究了PI控制策略，设计的PI控制器提高了系统的动态特性，使系统具有较满意的控制结果。关键词工程车辆；传动系；交流伺服；变频调速系统；加载试验台I哈尔滨

6、工业大学工学硕士学位论文AbstractAsfortheengineeringvehiclesrunninginpoorcondition,theworkingperformanceandreliabilitymainlydependonitstransmission.Transmissionanddriveaxleareimportantpartsofthevehicleandtheirqualitywillcertainlyinfluencetheengineeringvehicle’sperformance.Throughapplicati

7、onofsimulationloadtestbedonthetransmissionanddriveaxleloadtestsimulation,theperformancecanbetested,reliabilityandqualitycanbeassessed,thedevelopmentcostcanbereducedandthedevelopmentcyclecanbeshorten.ThetestbedadoptingcommonDCBusdrivesvariable-frequencymotortoachievepowerinput

8、,outputoftestpiecesbythetorquesensor,gearboxdrivesloadingmotor.Thepo