磁流变液制动器试验台架控制系统仿真设计.pdf

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1、第36卷第3期中国农机化学报Vo1．36No．32015年5月JournalofChineseAgriculturalMechanizationMav2O15磁流变液制动器试验台架控制系统仿真设计*王志伟，李忠利，郭志军，吴静波(河南科技大学，河南洛阳，471000)摘要：针对磁流变液制动器试验台架设计了控制系统。在Matlab／simulink中建立了由三相异步交流电机、SPWM型变频器、延时环节、V／F曲线模块等组成的系统仿真模型，通过不断更改控制参数，仿真计算出了变频器加速时间的最佳设定值，并且为台架系统设计了PID控制器，以完成试验台架的恒转速控制，达到对制动器拖动试验的目的。关键

2、词：磁流变液制动器、台架系统、加速时间、恒转速PID控制中图分类号：S129文献标识码：A文章编号：2095-5553(2015)03-207-5王志伟，李忠利，郭志军，吴静波．磁流变液制动器试验台架控制系统仿真设计EJ]．中国农机化学报，2015，36(3)：207～211WangZhiwei，LiZhongli，GuoZhijun，WuJingbo．SimulationdesignoftestbenchcontrolsystemforMRFbrakeEJ]．JournalofChineseAgriculturalMechanization，2015，36(3)：207～2n频器控制。已

3、得到试验台架的电机型号为Y132S2—2，0引言变频器型号为HDI15FAL，飞轮转动惯量为5．77kg·m2，磁流变液是磁性颗粒分散于基液中而形成的悬浮减速机减速比为2．089。液，在无外加磁场作用时，表现为低粘度、易流动的牛顿流体，但在外加磁场作用下，可转变为高粘度、难流动的塑性宾汉(Bingham)流体，这种转变是瞬间的、连续的、可靠的和可逆的。利用磁流变液的这一特点设计出的制动器，再加以合理的控制系统，可以实现制动1234力快速匹配地面附着力，完成连续精准无脉动的ABS图1制动器试验台架方案制动过程，从而在功能上代替传统液压机械式ABS，Fig．1Braketestbenchpro

4、gram实现底盘集成控制，改善车辆制动性能_】]。但是目前1．电机2．飞轮3．变速箱4．磁流变液制动器尚未完全弄清磁流变液在磁场作用下的力学特性，几本文针对磁流变液制动器试验台架控制系统，即由乎没有一种可行的理论来指导磁流变液的制备，理论变频器和三相异步交流电机为主要部件的变频调速系研究显现瓶颈，所以通过实验的方法引导理论研究，那统，论述了两方面内容：一方面通过Matlab／simulink建么试验台架的研制就十分必要了。立系统模型，模拟仿真出恰当的变频器加速时间设定值，该设定值直接影响着制动器试验台架的加速性能，1试验台架方案并且相应的国家标准[2]中对试验台架加速性能也有相应目前，广泛

5、应用的制动器试验台架是利用惯性飞论述(该试验台架需要45S加速到模拟车速100km／h，对轮模拟整车的方式，在试验台架加速时，飞轮吸收、贮应的电机转速1800r／min，变频器频率30Hz)。另一方存能量；制动时，飞轮释放能量，模拟制动器负载；以达面，由于磁流变液制动器所产生的最大制动力矩与其转到模拟制动器制动的全过程、评估制动器性能的目的。速有关，为了更好地研究磁流变液制动器的性质，试验本试验台架也采用此种模拟方式。如图1为试验台架台架还应当具有做拖动试验的能力，为此在已建立的系的传动方案，三相异步交流电机带动飞轮，经减速机构统模型中设计了相应的PID控制器，以完成试验台架的拖动被测制动

6、器，其中三相异步电动机由SPWM型变恒转速控制，达到测试制动器性能的目的。收稿日期：2014年2月28日修回日期：2014年3月10日*基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)(2012AA111204)第一作者：王志伟，男，1990年生，安徽宿州人，硕士研究生；研究方向为汽车og-7：~N技术。E—mail：765416023@qq．corn通讯作者：李忠利，男，1969年生，山东潍坊人，副教授；研究方向为汽车电子控制技术。E—mail：lylz169@163．tom中国农机化学报2015年——转子的转速；2系统模型砌——定子频率的同步角转速；该试验台架是由三相异步交流电机驱动和S

7、P-叫——p坐标轴相对于转子的角转速，即转速WM型变频器控制的，其中三相异步交流电机的模型差W=1一W。可以在两相同步旋转坐标系下建立；所选用的变频器在Matlab／simulink的SimPowerSystem中有已是以V／F控制的，那么在对变频器建模时，除了要建经封装的三相异步电动机模型，所运用的就是上述数立变频器SPWM电路模型外，还应建立V／F曲线模学模型，直接调用AsynchronousMachine模块，其中