发明名称 电惯量模拟制动器试验台及电惯量模拟控制方法
摘要 本发明属于机电一体化系统,涉及机械回转惯性系统的电气传动模拟和模拟复合制动状态下除受试制动器外的其它制动系统的制动力矩,特别是具有电惯量模拟制动器试验台及电惯量模拟控制方法。通过同步采集转速、受试制动器制动力矩,按数学模型计算出电机在此时的计算转速并据此给定,使得试验台在逼近理想飞轮且没有试验台系统固有阻力的状态下运行。实现转动惯量的精确匹配,控制精度可满足高精度试验要求。
申请公布号 CN103364181B 申请公布日期 2016.12.28
申请号 CN201310262987.X 申请日期 2013.06.27
申请人 中国重型机械研究院股份公司 发明人 刘鹏;董丰收;李卫东
分类号 G01M13/00(2006.01)I 主分类号 G01M13/00(2006.01)I
代理机构 西安吉盛专利代理有限责任公司 61108 代理人 张培勋
主权项 电惯量模拟制动器试验台的电惯量模拟控制方法,其中 ,电惯量模拟制动器试验台,至少包括扭矩传感器(1)、拖动电机(2)、测速传感器(3)、电惯量模拟控制单元(4)和电气传动控制单元(5);电机轴端安装有测速传感器(3),受试制动器(6)和拖动电机(2)之间安装有扭矩传感器(1)用于测量受试制动器的制动力矩,测速传感器(3)、扭矩传感器(1)分别与电惯量模拟控制单元(4)电连接,由电气传动控制单元(5)驱动拖动电机(2)运行到设定转速,开始制动过程;由电惯量模拟控制单元(4)获取扭矩传感器(1)和测速传感器(3)同步采集的制动扭矩、角速度,电惯量模拟控制单元(4)依据数学模型计算出电机在此时的计算角速度并据此给定,使得试验台在逼近理想飞轮且没有系统固有阻力的状态下运行;该电惯量模拟制动器试验台的电惯量模拟控制方法,至少包括:1)对复合制动除受试制动器以外的其它制动产生的制动力矩<img file="dest_path_image001.GIF" wi="14" he="15" />,规定其为角速度的函数,根据试验要求给定,即<img file="dest_path_image003.GIF" wi="66" he="21" />;2)令:控制周期<img file="181461dest_path_image004.GIF" wi="141" he="16" /><i>,</i><img file="dest_path_image005.GIF" wi="65" he="18" /><i>,</i><img file="856156dest_path_image006.GIF" wi="75" he="15" />;式中:<img file="dest_path_image007.GIF" wi="26" he="16" />和<img file="379541dest_path_image008.GIF" wi="13" he="15" />均表示时刻;制动初始角速度为<img file="dest_path_image009.GIF" wi="16" he="12" />;制动末角速度为<img file="747069dest_path_image010.GIF" wi="21" he="16" />;3)电机运行到给定的初始角速度<img file="dest_path_image011.GIF" wi="17" he="13" />;速度稳定后受试制动器开始制动过程,此时为<img file="988694dest_path_image012.GIF" wi="12" he="15" />时刻,<img file="700036dest_path_image014.GIF" wi="33" he="21" />;4)在<img file="343507dest_path_image008.GIF" wi="14" he="14" />时刻通过传感器同步采集电机转速信号、制动力矩信号;5)根据步骤4)采集的信号计算出<img file="678673dest_path_image008.GIF" wi="14" he="13" />时刻电机的角速度<img file="dest_path_image015.GIF" wi="19" he="13" />、制动力矩<img file="345278dest_path_image016.GIF" wi="19" he="16" />;6)根据步骤5)得到的当前电机的角速度<img file="424093dest_path_image015.GIF" wi="20" he="13" />和步骤2)规定的制动末角速度<img file="922070dest_path_image010.GIF" wi="21" he="17" />,判定<img file="dest_path_image017.GIF" wi="59" he="16" />是否成立,若成立则进行步骤7),否则执行步骤11);7)计算<img file="631400dest_path_image008.GIF" wi="14" he="15" />时刻除受试制动器以外的其它制动产生的制动力矩<img file="582038dest_path_image018.GIF" wi="21" he="17" />;8)按电惯量模拟的数学模型计算出<img file="402227dest_path_image008.GIF" wi="14" he="15" />时刻计算角速度;9)控制电机角速度逼近计算角速度;10)令<img file="dest_path_image019.GIF" wi="61" he="14" />,进行步骤4);11)退出电惯量模拟;所述的步骤7)计算<img file="754711dest_path_image008.GIF" wi="14" he="14" />时刻除受试制动器以外的其它制动产生的制动力矩<img file="697259dest_path_image018.GIF" wi="21" he="16" />是根据下式:<img file="dest_path_image021.GIF" wi="78" he="21" />;所述的步骤8)按电惯量模拟的数学模型计算出<img file="571412dest_path_image008.GIF" wi="14" he="13" />时刻计算角速度是根据下式:在任一时刻<img file="992029dest_path_image022.GIF" wi="14" he="15" /><img file="464599dest_path_image024.GIF" wi="180" he="21" />;计算角速度<img file="dest_path_image025.GIF" wi="17" he="17" />为<img file="dest_path_image027.GIF" wi="171" he="42" />;式中,<img file="515731dest_path_image011.GIF" wi="19" he="14" />是电机制动初始角速度,<img file="378645dest_path_image028.GIF" wi="16" he="17" />是受试制动器的制动力矩,<img file="dest_path_image029.GIF" wi="15" he="16" />是<img file="602953dest_path_image030.GIF" wi="11" he="15" />时刻除受试制动器以外的其它制动产生的制动力矩,<img file="dest_path_image031.GIF" wi="15" he="12" />是控制周期,<i>I</i>是理想飞轮的转动惯量。
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