Matlab电磁涡流刹车系统的研究与设计

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摘要:在本文中，选择电磁刹车当成现有刹车系统的辅助刹车，建立了电磁涡流刹车动态特性的数学模型，通过Matlab软件编写程序，对多种路况下的刹车性能进行评估。控制器的设计选用滑模控制来控制滑移率，保持车辆在多种路况下的滑移率在某一个范围内，此外通过软件程序对设计的车辆系统进行模拟。43062

毕业论文关键词：汽车；电磁涡流刹车；辅助刹车

Research and design of electromagnetic eddy current brake system

Abstract: In this paper, the selection of electromagnetic brakes as the existing brake system of the auxiliary brake, the establishment of the electromagnetic eddy current brake dynamic characteristic mathematical model, through the MATLAB software programming, on the different roads of brake performance can be evaluated. The controller is designed to control the slip rate by sliding mode control, and the slip ratio of the vehicle under various road conditions is kept in a certain range, and the design of the vehicle system is simulated by software program.

Key words: Automobile; Electromagnetic eddy current brake; Auxiliary brake

摘要 1

1.绪论 1

1.1问题的提出 1

1.2国内外研究现状 2

1.3本课题研究任务 2

2.电磁涡流刹车的基本理论 3

2.1电磁刹车的控制线路 3

2.2电磁涡流刹车的组成部分 4

2.3电磁涡流刹车的动力学模型 5

3.滑模控制器设计 10

3.1滑移面 10

3.2控制器的设计 12

4.系统仿真与调试 13

5.结束语 17

参考文献 22

致谢 23

电磁涡流刹车系统的研究与设计1.绪论

1.1问题的提出

据有关记载，中国每年有10万人死于交通事故，此中多数是由刹车问题引发。现如今的液压型刹车系统，当任何一个油路发生老化、疲劳时，紧急制动就会由于压力过大导致油路泄露、损坏，在准备使用制动力时，制动力却失效了。因为刹车控制系统是非线性的，一个响应速度快并具有鲁棒性的刹车系统对车辆来说是十分重要的。对于紧急刹车情况，除了准确控制刹车力矩外，还要防止轮子被抱死的情况发生。汽车刹车系统工作中，会有一部分机械能转化为热能，若要确保刹车片（盘）和刹车鼓的性能，就要让它工作在适当的温度下，此外，有时摩擦制动器在设计安装时并不会想到散热问题，从而发生制动器失灵的现象。基于以上问题，本文采用电磁涡流刹车作为现有液压型刹车的辅助刹车，一方面，电磁涡流刹车系统在高速时会产生较大的制动力矩，在紧急刹车时有较快的响应速度；另一方面，用电磁涡流刹车作为辅助刹车后可以减少原有刹车系统的使用，使其不会达到较高的温度，防止了刹车的失效，从而提高刹车系统的使用寿命*优尔^文-论;文~网www.youerw.com，因此研究电磁涡流刹车系统是有必要的。

1.2国内外研究现状

1.3本课题研究任务

本文通过对现有的电磁涡流刹车动态特性（角速度和刹车力矩关系）模型分析研究，建立了电磁涡流刹车的改进数学模型，并依据新的数学模型进行控制器设计研究，此外，使用Matlab编写程序对多种路况下的刹车性能进行评估。设计控制器时主要考虑车轮的滑移，控制滑移率在特定的范围内，在这个范围内，轮胎产生的侧向力和驱动力可以确保车辆能安全行驶，在更短的距离范围内停车。本文的动态模型是通过滑移率建立方程，由于刹车系统是非线性得，动力学方程是不确定的，而滑模控制对负载没有要求，故对滑移率的控制可选用滑模控制器。软件的设计需要对车辆的动力方程进行模拟，而且所用的滑模控制器要保证多种路况下的滑移率分别保持在某个范围内。