电惯量模拟制动器试验台及电惯量模拟控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103364181A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103364181103364181A(43)申请公布日2013.10.23(21)申请号201310262987.X(22)申请日2013.06.27(71)申请人中国重型机械研究院股份公司地址710032陕西省西安市未央区东元路209号(72)发明人董丰收李卫东(74)专利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(51)Int.Cl.G01M13/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)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(57)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。CN103364181ACN103648ACN103364181A权利要求书1/2页1.电惯量模拟制动器试验台，其特征是：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（5）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（4）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。2.根据权利要求1所述的电惯量模拟制动器试验台，其特征是：所述的依据数学模型计算出电机在此时的计算角速度是依据数学模型公式：在任一时刻tntn=n·Δtn=0,1,2,…计算角速度ω'n为式中，ω0是电机制动初始角速度，tsi是受试制动器的制动力矩，T'si是折算到受试制动器上的除Tsi以外的制动力矩，Δt是控制周期，I是理想飞轮的转动惯量。3.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T's，规定其为角速度的函数，根据试验要求给定，即T's=T's(ω)2)令：控制周期Δt=tn-tn-1=const，tn=n·Δt，n=0，1,2,…式中：tn和tn-1均表示时刻。制动初始角速度为ω0；制动末角速度为[ω]；n=03)电机运行到给定的初始角速度ω0。速度稳定后受试制动器开始制动过程，此时为t0时刻；4)在tn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tn时刻电机的角速度ωn、制动力矩Tsn；6)根据步骤5）得到的当前电机的角速度ωn和步骤2）规定的制动末角速度[ω]，判定ωn＞[ω]是否成立，若成立则进行步骤7），否则执行步骤11）；7)计算tn时刻除受试制动器以外的其它制动产生的制动力矩T'sn8)按电惯量模拟的数学模型计算出tn时刻计算角速度；9)控制电机角速度逼近计算角速度；10)令n=n+1，进行步骤4）；11)退出电惯量模拟。4.根据权利要求3所述的电惯量模拟制动器试验台的电惯量模拟控制方法，其特征是：所述的步骤7）计算tn时刻除受试制动器以外的其它制动产生的制动力矩T'sn是根据2CN103364181A权利要求书2/2页下式：T'sn=T's(ωn)。5.根据权利要求3所述的电惯量模拟制动器试验台的电惯量模拟控制方法，其特征是：所述的步骤8）按电惯量模拟的数学模型计算出tn时刻计算角速度是根据下式：在任一时刻tntn=n·Δtn=0,1,2,…计算角速度ω'n为式中，ω0是电机制动初始角速度，Tsi是受试制动器的制动力矩，T'si是折算到受试制动器上的除Tsi以外的制动力矩，Δt是控制周期，I是理想飞轮的转动惯量。3CN103364181A说明书1/4页电惯量模拟制动器试验台及电惯量模拟控制方法技术领域[0001]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、复合制动的电气传动模拟，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。背景技术[0002]在制动器的台架试验中，需要测试不同条件下制动器的制动性能，因此，制动试验台应具备提供在模拟不同工况的功能。[0003]