基本信息
- 項目名稱：
- 制動器試驗臺的控制方法分析
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本文結合物理知識對制動器試驗臺的控制方法進行了分析并作出了評價。
- 詳細介紹：
- 針對問題1，所求等效轉動慣量為汽車質量與車輪半徑平方的乘積，將車輪在制動時承受的載荷等同為車輪所承受的壓力，得出車輪的質量，代入數(shù)據(jù)得到等效的轉動慣量為52.0 。 針對問題2，將飛輪看成一個圓筒剛體，則飛輪單個慣量為飛輪質量乘以1/2飛輪內外半徑平方和。根據(jù)所給定的基礎慣量求出可以組成10，40，70，130，100，160，190，220 的8種數(shù)值的機械慣量。根據(jù)問題1得到的等效的轉動慣量，結合電動機能補償?shù)哪芰肯鄳膽T量范圍得到電動機需補償12或-18 的慣量。 針對問題3，以加速度為橋梁，根據(jù)能量的轉化與守恒定律，建立了電動機驅動電流依賴于瞬時轉速與瞬時扭矩的數(shù)學模型。首先將整個制動時間等分為若干段，考慮相鄰的三段時間；其次根據(jù)各個時間段末的能量變化列出等量關系，求出扭矩；最后得出電流的值，將此過程逐次進行即可。根據(jù)電動機的驅動電流與其產生的扭矩成正比關系，在問題1和2的條件下，得出在該時間段內的驅動電流是174.8A或262.2A。 針對問題4，利用能量差的相對誤差來評價結果。本題中的能量差等于等效轉動慣量對應的轉動動能消耗量減去機械慣量對應的轉動動能消耗量與驅動電流產生的能量之和，根據(jù)上面的關系列出關于能量差的方程。相對誤差為路試時的制動器與相對應的試驗臺上制動器在制動過程中消耗的能量差除以相對應的試驗臺上制動器在制動過程中消耗的能量。最后求得各個時間段內的能量差的相對誤差集中在5的附近，只有個別點異常，說明通過這種控制方法試驗所得的結果比較合理。 針對問題5，按照問題3導出的數(shù)學模型，對電動機的扭矩隨機的確定一個初值，根據(jù)前面一個時間段觀測到的瞬時扭矩對電動機扭矩進行迭代，這樣循環(huán)下去，得到了本時段內的電流值。 針對問題6，問題5中的控制方法有不足之處，因為電動機扭矩的初值的選取具有隨機性，使能量的調整幅度較大。改進后的計算機控制方法是對含有電動機初始扭矩的方程中隨意給定初始扭矩一個值，反向計算制動扭矩，再求本時段的電流值。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 為了檢驗設計的優(yōu)劣，必須進行相應的測試。為了檢測制動器的綜合性能，需要在各種不同情況下進行大量路試。但是，車輛設計階段無法路試，只能在專門的制動器試驗臺上對所設計的路試進行模擬試驗。模擬試驗的原則是試驗臺上制動器的制動過程與路試車輛上制動器的制動過程盡可能一致。針對以上問題，撰寫此文。
科學性、先進性及獨特之處
- 本題目來源與生活，又回歸到生活中去。嚴格根據(jù)其物理機理建立數(shù)學模型，通過合理的假設，舍棄一些次要因素，使得復雜問題簡單化。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 本文研究對象與實際問題結合緊密，從實際中來，回到實際中去。在解決問題的過程中可以體會到生產和生活中的實際優(yōu)化問題的各種形式。對于實際操作具有指導意義。
學術論文摘要
- 本文研究對象與實際問題結合緊密，從實際中來，回到實際中去。在解決問題的過程中可以體會到生產和生活中的實際優(yōu)化問題的各種形式。對于實際操作具有指導意義。
獲獎情況
- 2009年9月全國大學生數(shù)學建模競賽獲得省級三等獎. 授獎單位：教育部高等教育司中國工業(yè)與應用數(shù)學學會
鑒定結果
- 2009年9月全國大學生數(shù)學建模競賽獲得省級三等獎. 授獎單位：教育部高等教育司中國工業(yè)與應用數(shù)學學會
參考文獻
- [1] 陳家瑞，汽車構造(第2版) [M ]，北京：機械工業(yè)出版社,2004。 [2] 楊麗英,李旗號,謝峰，汽車制動器試驗臺飛輪組及其裝卸系統(tǒng)設計[J]，組合機床與自動化加工技術，2008，10：83-85。 [3] 谷曼，中、輕卡制動器慣性試驗臺的設計[J], 組合機床與自動化加工技術，2008，04：75-78。 [4] 馬文蔚(改編)，物理學(第五版)上冊[M]，北京：高等教育出版社，2008。
同類課題研究水平概述
- [1] 郝梟雄等，制動器試驗臺的控制方法分析，城市建設，2010，(20); [2] 谷曼，汽車制動器綜合制動性能試驗臺的設計，機械制造，2008,46(6) [3] 谷曼，制動器慣性試驗臺的研制，2008，25(2) [4] 馬繼杰等，制動器慣性臺架電模擬慣量的研究，汽車技術，2009，(4) [5] 吳廣順等，摩托車制動器試驗臺電模擬慣量的研究，機械工程與自動化，2010，(6)
