基于卡尔曼滤波的汽车制动器试验台电机控制方法概要VIP免费

控制技术计算机测量与控制.2011.19(4ComputerMeasurement&Control869收稿日期:20101218;修回日期:20110202。基金项目:2008广东省科技计划项目(2008B021300018;2010仲恺农业工程学院校级自然科学基金(G3100037。作者简介:吴东庆(1974,男,广西上林人,工学硕士,主要从事控制技术、模式识别等方向的研究。文章编号:16714598(201104086903中图分类号:U46752文献标识码:A基于卡尔曼滤波的汽车制动器试验台电机控制方法吴东庆,杨逢建,巫钟伟,陈来凤,檀路生(仲恺农业工程学院计算科学学院,广东广州510225摘要:针对汽车制动器试验台电惯量补偿控制方法不够准确、稳定性不高的问题;分析飞轮组测控时序图,综合比较了多个相关电机惯量控制方法;在此基础上,研究自回归滤波器卡尔曼滤波理论,给出汽车制动台测控系统的状态向量、观测向量及相关的系统误差的定义;建立了电动机驱动电流依赖于观测量的卡尔曼滤波模型;模型以实测数据进行仿真计算,实验结果与传统测控方法相比,误差指标更好及系统更稳定;该控制方法可为制动器试验台能量补偿控制方法的改进提供参考。关键词:汽车制动器试验台;能量补偿;卡尔曼滤波;自动控制AMotorControlMethodforVehiclesBrakeTestBedBasedonKalmanFilterWuDongqing,YangFengjian,WuZongwei,ChenLaifeng,TanLusheng(Dept.ofComputationScience,ZhongkaiUniversityofAgricultureandEngineering,Guangzhou510225,ChinaAbstract:Aimatproblemsexistedinrelatedvehiclesbraketestbedresearchwhosecontrolmethodisnotaccurateenoughandlackofstability,sequencediagramofflywheelsmeasurementandcontrolwasanalysis.Relatedcontrolmethodswerecomparedcomprehensively.Basedonit,theoryofKalmanfilterwhichisautoregressivehasbeendiscussed.Weprovidedefinitionsofstatevector,measurementvectorandrelevantsystemerror.AspecifiedKalmanfiltermodelwasmade.Inthemodel,currentofmotordependsonmeasurements.Themodelwassimulatedwithmeasureddata.Accordingtotestresult,betterindexoferrorandstabilitywasacquiredcomparedwithtraditionalmethods.Thecontrolmethodpresentsareferenceforfurtherimprovementofbraketestbedsresearch.Keywords:vehiclesbraketestbed;energycompensate;Kalmanfilter;Automaticcontrol0引言01制动器试验台的概念制动器的设计是车辆设计中最重要的环节之一。为了检验设计的优劣,必须进行相应的测试。需要在制动器试验台上对所设计的路试进行模拟试验。模拟试验的原则是试验台上制动器的制动过程与真实道路行驶试验过程中制动器的制动过程尽可能一致。通常试验台仅安装、试验单轮制动器,而不是同时试验全车所有车轮的制动器。制动器试验台一般由安装了飞轮组的主轴、驱动主轴旋转的电动机、底座、施加制动的辅助装置以及测量和控制系统等组成如图1所示。被试验的制动器安装在主轴的一端,当制动器工作时会使主轴减速。试验台工作时,电动机拖动主轴和飞轮旋转,达到与设定的车速相当的转速(模拟实验中,可认为主轴的角速度与车轮的角速度始终一致后电动机断电同时施加制动,当满足设定的结束条件时就称为完成一次制动[1]。为简略起见,下文将道路行驶试验称为路试,在试验台上完成的实验称为台试。02电动机补偿机械惯量路试车辆的指定车轮在制动时承受载荷。将这个载荷在车辆平动时具有的动能(忽略车轮自身转动具有的能量等效地转化为试验台上飞轮和主轴等机构转动时具有的能量E,与此能量相应的转动惯量(以下转动惯量简称为惯量称为等效图1制动器试验台示意图的转动惯量J。若假设飞轮的转动角速度为。根据机械运动的动能定理有式(1成立。E=12J2(1试验台上的主轴等不可拆卸机构的惯量称为基础惯量J0。飞轮组由若干个飞轮组成,使用时根据需要选择几个飞轮固定到主轴上,这些飞轮的惯量之和J1再加上基础惯量J0称为机械惯量。例如,假设有4个飞轮,其单个惯量分别是:10、20、40、80kgm2,基础惯量为10kgm2,则可以组成10,20,30,,160kgm2的16种数值的机械惯量。但对于等效的转动惯量为457kgm2的情况,就不能精确地用机械惯量模拟试验。这个问题通常的解决方法是:...