A20004014++中南大学+贾文锋+冷聪+牛勇永

制动器试验台的控制方法分析【摘 要】本文主要研究在实验室环境下补偿能量的电动机的驱动电流的输入规律。在相同的实验环境下，控制器的扭矩虽是一个常数，但却是未知的。只有通过可观测的间接数据，来控制电动机的

制动器试验台的控制方法分析 【摘 要】 本文主要研究在实验室环境下补偿能量的电动机的驱动电流的输入规律。在 相同的实验环境下，控制器的扭矩虽是一个常数，但却是未知的。只有通过可观测 的间接数据，来控制电动机的输出电流，并且模拟系统的滞后和其他干扰的影响使 需控制的驱动电流更复杂。 对于问题一和问题二，运用物理学及机械动力学中的相关原理分别建立数学 模型，通过这两个模型对问题进行求解，得到问题一中所给车轮的等效转动惯量为 52 kg·m2，问题二中所给的三个飞轮的转动惯量可以组合成10，40，70，100， 130，160，190，220 kg·m2的8种数值的机械惯量。当等效转动惯量为52 kg·m2时，取机械惯量为40 kg·m2则需要用电动机补偿的转动惯量为12 kg·m2，取机械惯量为70 kg·m2则需要用电动机补偿的转动惯量为-18 kg·m2。 对于问题三，首先考虑在理想状态下，飞轮减速度为常数，根据机械动力学 原理和电动机所产生扭矩和驱动电流之间的关系建立基于扭矩这一观测变量平衡的 数学模型，在理想状态下该模型可以用可观测的角速度来表示电机的驱动电流。然 而实际情况中由于各种干扰因素和时滞的影响，减速度是在不断变化的，因而通过 电动机的驱动电流也不是一个常值。但是，在任意一个很小的时间段内，可以近似 地认为减速度为一个常数，电动机的驱动电流也是一个常数。基于这种微分的思 想，本文建立一个更加具有普遍性的基于能量守恒的数学模型，可以得到任意时间 段内的电动机驱动电流。在问题一和问题二的基础上，运用此模型计算基于第三问 的条件下的驱动电流为174.8A或者-262.2A。 对于问题四，根据题中所给数据，作可观测的扭矩和飞轮的转速随时间变化 的图像。通过对图像的分析，本文认为电动机驱动电流不是在制动开始时刻输入 的，而是在制动过程中加入。本文分两段对制动器制动耗能求解。在0-1s内（驱 动电流作用之前）认为测量的扭矩即为制动扭矩，在1-4.67s内（驱动电流作用之