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09年A题制动器试验台的控制方法分析

数学建模论文

制动器试验台的控制方法分析

摘要

本文讨论了在制动装置实验中一些数量计算和制动器试验台的控制方法分析.运用刚体力学中的相关物理知识,通过定理、定律推导出目的变量。分析实验过程中存在的误差，设计出比较合理的方案。并由题中的评价方法对实验进行了评价。针对问题一: 我们根据刚体绕定轴旋转的动能公式与定理推导出关于汽车平动的动能与试验台主轴及飞轮的转动动能之间的等式。，由此求得转动惯量

=。

9989

51m

针对问题二: 我们求解出三个钢制环形飞轮的转动惯量分别为

20332

30m

?。然后加上基础惯量2

kg?

120

0083

0166

kg?，可以

10m

组合成8种机械惯量。考虑到电动机能补偿的惯量范围为 [-30, 30] kg·m 2，要得到问题一等效的转动惯量，在上述8种机械惯量中，找出满足要求的组合，并求得对应的补偿惯量为220177.18,9906.11m kg m kg ?-?。

针对问题三: 根据制动扭矩在路试及实验时做的功相等，得到所需要的电流等效的转动惯量.建立起依赖于瞬时角速度的电动机扭矩的方程，由此可以建立求解电动机的驱动电流的模型。依据此模型，求得对应于问题二补偿惯量的驱动电流分别为174.825 A 和262.2375. A

针对问题四:我们依据制动器在路试以及实验消耗的能量差来评价控制方法的优劣。求得制动器在路试以及实验消耗的能量消耗的总能量分别为52150J 和49242J ，他们的相对误差为5.58%。并画出图象进行观察验证.

针对问题五在电动机驱动时电动机的电导线会生热，而在制动器制动时会产生相应的内能，因此在实际中电动机消耗的能量必然会大于理论值。从而产生误差。对此，我们在第三问的基础上，在考虑内能产生的情况下，将整个过程分为n 个阶段，我们在设计本时间段的电流时，要将上一阶段的能量误差补偿回来，并且以此类推，最终设计出各个阶段的电流值。

针对问题六:我们分析了影响实验优劣的因素,为了设计更好的实验方案,我们从不同的角度出发,考虑到随着电流的变化,能量的消耗也在变,飞轮的转速也在无规律的改变,与理想状况存在偏差.为此我们设计模型六就是减少不定因素的影响.从不同角度进行模型优化.

关键词：能量守恒刚体力学能量补偿相对误差连续离散化

一、问题重述

汽车的行车制动器（以下简称制动器）联接在车轮上，它的作用是在行驶时使车辆减速或者停止。制动器的设计是车辆设计中最重要的环节之一，直接影响着人身和车辆的安全。为了检验设计的优劣，必须进行相应的测试。在道路上测试实际车辆制动器的过程称为路试。但是由于车辆设计阶段无法路试，只能在专门制定的实验台上对所设计的路试进行模拟实验。本题要求根据模拟实验的原则，方法以及评价标准解决以下问题：

问题一：

设车辆单个前轮的滚动半径为0.286 m，制动时承受的载荷为6230 N，求等效的转动惯量。

问题二：

题目中给出了3个飞轮组的内外直径，厚度以及密度和基础惯量的相关数据，问它们可以组成哪些机械惯量。并且还设设电动机能补偿的能量相应的惯量范围为

[-30,30]kg.m,求对于问题一中得到的等效的转动惯量，需要用电动机补偿多大的惯量？

问题三

建立电动机驱动电流依赖于可观测量的数学模型。在问题1和问题2的条件下，假设制动减速度为常数，初始速度为50 km/h，制动5.0秒后车速为零，计算驱动电流。

问题四：

已知与所设计的路试等效的转动惯量为48 kg·m2，机械惯量为35 kg·m2，主轴初转速为514转/分钟，末转速为257转/分钟，时间步长为10 ms的情况，用某种控制方法试验得到的数据见附表。请对该方法执行的结果进行评价。

问题五：

按照第3问导出的数学模型，给出根据前一个时间段观测到的瞬时转速与/或瞬时扭矩，设计本时间段电流值的计算机控制方法，并对该方法进行评价。

问题六：

第5问给出的控制方法是否有不足之处？如果有，请重新设计一个尽量完善的计算机控制方法，并作评价。

二、问题分析

这总体上来看是一个用制动器实验台来模拟路试过程，并根据一些实验数据来求理论数据并进行评价的题目，下面我们就每一问进行分析。

针对问题一：

我们根据题意，在能量守恒的假设条件下，利用车辆平动时具有的能量与实验台上飞轮和机构转动时具有的能量等效这一条件，推导出转动惯量的

表达式，再代入相关数据，求出结果。

针对问题二：

该题为转动惯量的计算问题，我们根据题目中的数据进行相应的计算并得出结

果。

针对问题三：

这是一个关于求解电动机驱动电流表达式的题目。题目中假设电动机的驱动电流与其产生的扭矩成正比，我们依据刚体对转轴的角动量定理公式，推导出了电动机驱动电流的表达式。并计算出题目中相关数据下的驱动电流。

针对问题四；

这道小题是一个典型的结果评价题目，要求用所设计的路试时的制动器与相应的实验台上制动器在制动过程中消耗的能量之差作为数量指标来评价控制方法的优劣。对此我们先计算出所涉及的路试时的制动器所消耗的能量，接着利用matlab编程求解出了每10ms制动器消耗的能量，求和后得到试验台上制动器所消耗的能量。最终进行误差评价。

针对问题五：

由第四问我们知道，该项实验是伴随能量消耗的，这与制动器制动过程中产生的内能和电动机内部导线产生的热能有关。这就是构成了实验评价后产生误差的因素，为了优化模型我们想办法通过改变一些量来抵消由于无用能耗造成的影响。我们在问题三求得的关于电动机扭矩模型的基础上，主要采取能量补偿的原则，将时间划分为若干个小段，将第n段电动机理论与实际输出能量的误差补偿到第n+1段电动机实际的输出的能量,这样就会时刻调节无用能耗带来的影响，从而达到优化实验的目的。

针对问题六：

本小题先要求指出问题五中所得方案的不足之处，再重新设计一个尽量完善的计算机控制方法，并对该方法进行评价。为此，我们分析了影响实验优劣的各种因素。为了设计更好的实验方案,即使实验的能量误差尽量少.为此我们从不同的角度出发,模型五就是通过时时刻刻调整电流来维持等效的实验,但随着电流的变化,能量的消耗也在变,飞轮的转速也在无规律的改变,与理想状况存在偏差.为此我们设计的模型六便考虑到了不定因素的影响。

三、模型假设与约定

1在路试和实验台测试中能量是守恒的。

2在前四问计算中忽略其他形式的能向内能的转化。

3 假设试验台采用的电动机的驱动电流与其产生的扭矩成正比。

4 不考虑观测误差、随机误差和连续问题离散化所产生的误差。

5 由于10ms非常短暂，因此用初扭矩和末扭矩的平均值，初转速度和末转速

度的平均值来分别代替这一时间段内的扭矩和转速。即将连续变量离散化。

6 忽略车辆自身转动具有的能量

7 轮胎与地面的摩擦力为无穷大，即地面与轮胎无滑动。

四、符号说明及名词定义

K E 荷载车辆平动时所具有的能量

ω 物体转动的角速度

v 荷载车辆平动时的速度 E 角动能转动飞轮具有的角动能

G 表示制动时承受的载荷，单位为N J 物体具有的转动惯量 g 标准重力加速度，取29.8/m s

I 电动机的瞬时驱动电流，单位为A M 物体的瞬时力矩

k 电动机的驱动电流与其产生的扭矩的正比比例系数

五、模型建立与求解

5.1 问题一模型的建立：

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能量（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，与此能量相应的转动惯量(以下转动惯量简称为惯量)在本题中称为等效的转动惯量。因此我们在这一关键假设的基础上建立如下模型。根据动能的表达式有：

K E mv =

再根据角动能的表达式有：

=2E J ω角动能

再由题意有：K E E =角动能且有=G mg ，=v r ω 最终推导出：2

G J r g

5.2 问题二模型的建立：

根据大学物理学中所学的知识，刚体的转动惯量J 与质点的质量m 相对应。在质点运动中，质点的质量是质点惯性的量度，质量越大，运动的速度就越不容易改变。而在刚体转动中，也有类似现象，及转动惯量越大的刚体，其角速度就越不

容易改变。然后我们根据刚体转动惯量的计算公式：

2=J r dm ?

以及将2==r m v h ρπρ代入上式，则有推出题中飞轮转动惯量的表达式为：

344211

=2=(R -R )2R R J r hdr h πρπρ?，其中ρ表示钢材密度，h 表示钢材厚度，1R 为

飞轮的内径，2R 为飞轮的外径。

5.3 问题三模型的建立：

对于在题目中某些用已有机械惯量无法模拟的转动惯量，题目中的解决方法是让电动机在一定规律的电流控制下参与工作，补偿由于机械惯量不足而缺少的能量，从而满足模拟试验的原则。

首先由题中假设的试验台采用的电动机的驱动电流与其产生的扭矩成正比（本题中比例系数k =1.5 A/N·m）因此得到：

I kM =电扭矩。

再由刚体对转轴的转动定理:作定轴转动的转轴对刚体产生的扭矩等于刚体的转动惯量与其角加速度的乘积。则有

M J dt =电钮矩电补

其中M 电钮矩表示相应驱动电流产生的扭矩，而J 电补则表示驱动电流所产生扭矩等效的转动惯量。其中a 为制动加速度。最后由以上两式我们得出驱动电流的表达式为：

I J k dt

=电补

5.4 问题四模型的建立：

1 建立实验台制动器在制动过程中消耗能量的模型：

由刚体力学中定轴转动的刚体在转过d θ角度的过程中，外力矩所做的功等于外力对转轴的和力矩与转角d θ的乘积这一定理，得出=dA Md θ，两边同时取

积分则有2

=A Md θθθ?。又由于附件中的实验数据是以10ms 为步长，时间非常短暂，

所以我们将连续的扭矩M 进行离散化，用每一小段的初末扭矩的算术平均值来

替该过程的扭矩，即令+1

+=2

i i i M M M ，则第i 小段消耗的能量为

==(-)i i

i i i A M

d M θθ

θθθ?。再根据=t=2n t θωπ???，在这里我们也做如上的处理，

即用这一小段初末状态的瞬时平均转速近似作为这一时段的转速，那么则： +1-1+-=22

i i i i n n

t θθπ?，

代入上式后则有:

+1+1(+)*(n +n )

=*=1,2,3 (2)

i i i i i M M A t

i π?

那么我们便推导出了试验中某一小段制动器消耗能量的近似计算公式。那么实验台上制动器能量的总消耗为：

467

=i i E A ∑试验台

2 建立所设计的路试时的制动器制动过程中消耗的能量模型：根据角动能的计算公式：

E J ω角动能

我们得出路试时制动器在制动过程中理论消耗的能量为：

2211

=-22

E J J ωω路试末初

又由=2n ωπ，其中n 代表飞轮的转速，代入上式则有：

2222211

=(2n )-(2n )=2J (n -n )22

E J J πππ路试末末初初

3 建立评价控制方法优劣指标ε的模型：

我们根据题意将所设计的路试时的制动器的与相对应的实验台上的制动器在制动过程中所消耗的能量差占路试时制动器消耗能量的比例作为评价控制方法优劣的指标，那么则有：

5.5 第五问模型的建立：由题意可知，在电动机驱动时电动机的电导线会生热，而在制动器制动时会产生相应的内能，因此在实际中电动机消耗的能量必然会大于理论值。从而产生误差。对此，我们在第三问的基础上，在考虑内能产生的情况下，将整个过程分为n 个阶段，我们在设计本时间段的电流时，要将上一阶段的能量误差补偿回来，并且以此类推，最终设计出各个阶段的电流值。

在第i 阶段，已知初末状态的角速度分别为+1,i i ωω，初末状态的扭矩为+1,i i M M ，并且我

们假设在第i 个阶段中飞轮为匀加速转动的，依据第四问模型建立中推导出的第i 小段消耗能量的计算公式：

+1+1+==(-)=2

i i

i i i A M

d M M

t θθ

ωωθθθ??

再由在第i 阶段电动机驱动电流补偿的能量与机械制动所消耗的能量相等，我们

得到：

22+1+1(+)1

(')(-)==1,2,3..22i i i i J J M t i ωωωω+?电机械其中'J 电表示电动机驱动电流所产生的扭矩对应的补充等效惯量。J 机械表示机械

-=E E E ε路试试验台

路试

惯量。并且由上式可以推导出

+1'--i i

M t

J J ωω?=

电机械

并且根据第三问中推导出的电动机驱动电流的表达式：

i+1i +1-='i I kJ t

ωω

?电

然后将'J 电代入上式中，最终我们得到第1i +阶段电流的表达式为：

+111+1-()

-()

2i i

i i i i i I k M J t

M M k J t

ωωωω++=-?+=-?机械

机械

通过以上的推导，我们根据前一个时间段的瞬时转速与瞬时扭矩最终得到下一阶段

的驱动电流的驱动电流的表达式。在相应的模型求解部分我们对该模型进行了评价。

5.6第六问模型的建立

在问题五中,我们设计的方法是把时间分段，然后利用较为理想的情况下（即短时间内转速等因素可以看成是均匀变化）通过后一段对前一段能耗的补充得到的方案，然而我们也发现此设计存在的不足之处： 1 各阶段的由瞬间电流等因素组合而成，我们补充的能量只是理想条件下计算得到的，两能量的值不相等。

2 最后一段的能量无法得到补偿。

为了减少不确定量带来的影响我们可以将其规律化，这样就能很好的控制并得到精确地数据，首先，由机械分轮组分担的能量以及由摩擦造成的能量损失固定且不能改变。而由焦耳定律当电流一定时，电动机消耗的能量也是固定值，我们可以通过调节及通过改变转速来使实验与路试的情况接近。具体推导如下：在试验

时几乎处处有= ωω，

I d dt kJ ω补偿

两边积分求得：=

I t kJ ω补偿

又因为我们控制电流为常数，那么不妨记各阶段电流为I ,那么有：=

t kJ ω补偿

即转速就是时间的函数。而路试时有=d J M dt ω，等效

等效，同理可知=M t J ω，等效

等效

我们控制试验时：=ωω，

使两转速几乎处处相等就可以了。

六、模型求解

6.1 问题一模型的求解

由模型中所推倒出的转动惯量的计算公式为2

G J r g

，其中6230G N =, =0.286r m ，2=9.8/g m s ，代入上式经计算得2=51.99889.J kg m 。即题目中等效的

转动惯量为51.998892.kg m 。 6.2 问题二模型的求解

根据问题二中推导出的圆盘转动惯量的表达式44211

=(R -R )2

J h πρ，其中

21=0.2,1R m R m =, 3.14π=，37810/kg m ρ= 以及分别取1230.0392,0.0784,0.1568h m h m h m ===

计算出22212330.0083.,60.0166.,120.0333.J kg m J kg m J kg m ===。我们再根据基础惯量2010.J kg m =，分别给出了8种不同组合的机械惯量，具体见下表。

（单位：2.kg m ）

由于问题一中计算出的转动惯量的数值为51.998892.kg m ，并且电动机能补充的能量相应的惯量范围为[-30,30] 2.kg m ,那么我们自然选取01,J J 与02,J J ，的组合，即所选取的机械惯量为40.00832.kg m 与70.01662.kg m 。则相应的电动机应补充的转动惯量应11.990592.kg m 和-18.017712.kg m 。

6.3 问题三模型的求解:

电动机驱动电流依赖于可观测量的数学模型在5.3中模型的建立中已给出，又由题目中假设的制动减速度为常数，那么即有：

a dt = 再根据已知050/13.889/v km h m s =≈，0/t v m s =，求出制动减速度为：

02-13.889-0

==-9.7125rad/0.2865

t v v a s r t ? 下面在问题1和问题2的条件下，分别将电动机所可以选择补充的转动惯量代入

M J dt

=电钮矩电补中，分别求解得出：

1=1.5129.7125174.825A dw

I M J dt =??≈电钮矩电补1

2==1.5189.7125262.2375A dw

I M J dt

??≈电钮矩电补2

6.4 问题四模型的求解

1 首先我们先将题目中数据的单位进行统一，将10ms 换算为0.01s ，514转/分钟，换算为8.5667转/秒。然后根据matlab 编程（程序见附录1）求解出试验中控制器制动过程中消耗的能量总和。即

467

4=1

==5.215010(J)i i E A ?∑试验台

具体求解的流程图6-4-1

2 然后根据角动能的计算公式计算出与所设计的路试等效的制动器在制动过程中的能耗。则有

2224=2J (n -n )=4.924210(J)E π?路试末初

3 最后根据我们所定义的控制方法优劣的评价标准计算出评价指标的值为：

444

- 5.215010-4.924210===5.58%5.215010E E E ε???路试试验台路试

4 根据评价指标所算出的结果我们发现能量误差大约占路试时制动器消耗能量

理论值的5.6%左右，因此我们认为在该实验台上进行的控制实验对所设计的路试进行了较好的模拟。

6.5 问题五模型的评价：

问题五要求在第3问导出的数学模型的基础上，给出根据前一个时间段观测到的瞬时转速与/或瞬时扭矩，设计出本时间段电流值的计算机控制方法。我们考虑到实验中产生的误差可能是由于制动过程中产生的内能导致的。因此我们在考虑到内能的影响下建立了新的模型。在模型中将第n 段电动机理论与实际输出能量的误差补偿到第n+1段电动机实际的输出的能量,这样就会时刻调节无用能耗带来的影响，从而达到优化实验的目的。这样便给出了较好的模型。

图6-4-1

6.6 问题六模型的评价：

我们分析了影响实验优劣的因素,为了设计更好的实验方案,我们的目的就是

使实验的能量误差尽量减少.为此我们从不同的角度出发,模型五就是通过时时刻刻调整电流来维持等效的实验,但随着电流的变化,能量的向好也在变,飞轮的转速也在无规律的改变,与理想状况存在偏差.为此我们设计模型六就是加少不定因素的影响.在本模型中: 22111

()22

i i E i J J E ωω+=

-+试验电机械机械因为我们控制电流恒定,所以电流所作的有用功就恒定.记为E 电.

而对于路试时对于路试时在第n 个时间段制动器消耗的能量：

,2,2+111

()=(J -J )-(J -J )+22

i i E i E ωω路试电等效机械等效机械

那么

相对误差=

E E E -路试试验

路试

在上述表达式中我们发现相对误差只与实验时和路试时的转速有关,而我们模型六就是时时刻刻控制着两个量的大小关系使

=ωω，两转速几乎处处相等

所以这个模型就会得到较好的控制使之优化.

七、模型检验

7.1问题四模型的检验

1 由于在5.4中我们假设在每一小段中飞轮是做匀变速运动的，这里对这一假设进行了检验。利用matlab 编程（程序见附录2）后做出了在匀变速情况下飞轮转速的变化图线和根据题目中的数据具体画出的图像。

其中图像的横坐标单位为0.5s，每一阶段的时间0.01s为其每一小格的1 50

，

在图像中我们发现实际测量的瞬时转速的变化率都比较缓和，因此我们的这一假设是合理的。

2 同理对于模型建立中的每一小段的扭矩也是均匀变化的这一假设，也做出了相应的图像进行检验。

根据对图像的观察，我们发现图像显示的扭矩的变化却较为剧烈，因此在每一小阶段中扭矩也是均匀变化的假设有一些不合理的地方。对于此还有待改进。

八、模型评价

模型的优点:

(1)本模型能针对问题应用相关知识,并作出了合理的假设,使问题得到简化,使问

题直观.从而得到较为准确结果.

(2)我们根据题目中的对实验的评价要求,利用相对误差来判定实验的优劣,这种

方法比较有说服力.

(3)我们仔细分析问题并得到影响实验质量的原因,从不同角度入手,全面综合考

虑,在设计方案时使能量误差尽量的减小.

模型的缺点:

(1)本模型在处理一量时,采用微分的方法,并进行理想化的计算,这样就会和实际

的数据有所出入.

(2)我们在对模型进行评估时,只考虑了相对误差,并没有严格好坏的区分,对于介

于好坏之间的值如何处理无法确定,应给出合理的标准.

九、模型推广与应用

本模型讨论了在制动装置实验中一些数量计算和制动器试验台的控制方法分析.通过对计算我们得到等效惯量的计算,这样我们在做实验时可以针对实际

情况设计出更接近需要的飞轮组合,使J补偿尽量小,这样就节约电能,而对于飞轮

组合不能改变的情况下本模型也给出了驱动电流的公式,利用本文对模型的评价方法也可推广到对其他因素的评估.

模型也可以推广到其他实验,如测量汽车的刹车距离时,可以通过求出驱动电流的控制方案,可以使实验台符合不同路况的要求.也可以应用到**等机械对性能的测试实验中.

十、参考文献

[1]刘克哲张承琚 . 物理学(第三版). 北京:高等教育出版社 2010.11

[2]郑阿奇. MATLAB实用教程北京：电子工业出版社 2007.01

[3]尚涛谢龙汉杜如虚。 MATLAB工程计算及分析北京：清华大学出版社

2011.03

[4]刘焕彬库在强廖小勇陈文略张忠诚. 数学模型与实验北京：科学出版社

2008.05

[5]李学文李炳照王洪洲.数学建模优秀论文精选与点评（2005-2010）北京：

清华大学出版社 2011.09

十一、附录

附录1：

J=48;

w=data(:,2)*2*pi/60;

M=data(:,1);

for i=1:467

A(i)=(M(i)+M(i+1))*(w(i)+w(i+1))*0.0025;

end

A0=sum(A);

b=257*2*pi/60;

a=514*2*pi/60;

A1=48*(a^2-b^2)*0.5;

(A1-A0)/A1;

附录二

J=48;

w=data(:,2)*2*pi/60;

M=data(:,1);

A=zeros(468,1);

for i=1:467

A(i)=(M(i)+M(i+1))*(w(i)+w(i+1))*0.0025;

end

A0=sum(A);

b=257*2*pi/60;

a=514*2*pi/60;

A1=48*(a^2-b^2)*0.5;

a=(A1-A0)/A1;

x=data(:,3);

Xl=0:A1/467:A1;

Xb=0:A0/467:A0;

plot(x,Xb);

xlabel('time');

text(x(457),Xl(457),'êμ?ê2aá?μ??üá?·?2?');

hold on;

plot(x,Xl);

xlabel('time');

text(x(400),Xb(400),'àí??μ??üá?·?2?');

title('àí??é?μ????ˉ?ú·?2?oíêμ?ê2aá???o?μ??üá?·?2?');

PLC控制系统实验指导书(三菱)(精)

电气与可编程控制器实验指导书实验课是整个教学过程的—个重要环节.实验是培养学生独立工作能力,使用所学理解决实际问题、巩固基本理论并获得实践技能的重要手段。一 LC控制系统实验的目的和任务实验目的 1.进行实验基本技能的训练。 2.巩固、加深并扩大所学的基本理论知识,培养解决实际问题的能。 3.培养实事求是、严肃认真,细致踏实的科学作风和良好的实验习惯。为将来从事生产和科学实验打下必要的基础。 4.直观察常用电器的结构。了解其规格和用途,学会正确选择电器的方法。 5.掌握继电器、接触器控制线路的基本环节。 6.初步掌握可编程序控制器的使用方法及程序编制与调试方法。应以严肃认真的精神,实事求是的态度。踏实细致的作风对待实验课,并在实验课中注意培养自己的独立工作能力和创新精神二实验方法做一个实验大致可分为三个阶段,即实验前的准备;进行实验;实验后的数据处理、分及写出实验报告。 1.实验前的准备实验前应认真阅读实验指导书。明确实验目的、要求、内容、步骤,并复习有关理论知识,在实验前要能记住有关线路和实验步骤。进入实验室后,不要急于联接线路,应先检查实验所用的电器、仪表、设备是否良好,了解各种电器的结构、工作原理、型号规格,熟悉仪器设备的技术性能和使用

方法,并合理选用仪表及其量程。发现实验设备有故障时,应立即请指导教师检查处理,以保证实验顺利进行。 2. 联接实验电路接线前合理安排电器、仪表的位置,通常以便于操作和观测读数为原则。各电器相互间距离应适当,以联线整齐美观并便于检查为准。主令控制电器应安装在便于操作的位置。联接导线的截面积应按回路电流大小合理选用,其长度要适当。每个联接点联接线不得多余两根。电器接点上垫片为“瓦片式”时,联接导线只需要去掉绝缘层,导体部分直接插入即可,当垫片为圆形时,导体部分需要顺时针方向打圆圈,然后将螺钉拧紧,下允许有松脱或接触不良的情况,以免通电后产生火花或断路现象。联接导线裸露部分不宜过长。以免相邻两相间造成短路,产生不必要的故障。联接电路完成后,应全面检查,认为无误后,请指导老师检查后,方可通电实验。在接线中,要掌握一般的控制规律,例如先串联后并联;先主电路后控制电路;先控制接点,后保护接点,最后接控制线圈等。 3.观察与记录观察实验中各种现象或记录实验数据是整个实验过程中最主要的步骤,必须认真对待。进行特性实验时,应注意仪表极性及量程。检测数据时,在特性曲线弯曲部分应多选几个点,而在线性部分时则可少取几个点。进行控制电路实验时。应有目的地操作主令电器,观察电器的动作情况。进一理解电路工作原理。若出现不正常现象时,应立即断开电源,检查分析,排除故障后继续实验。注意:运用万用表检查线路故障时,一般在断电情况下,采用电阻档检测故障点;在通电情况下,检测故障点时,应用电压档测量(注意电压性质和量程;此外,还要注意

指挥控制系统

指挥控制系统时间:2011-05-23 15:32作者:admin 第一章.系统概述系统设计主要针对指挥控制系统进行设计，指挥控制系统担负着整个项目的指挥、调度、控制、数据处理、存储、综合显示、数据管理等任务，是整个项目的中枢部分。第二章.系统总体设计项目指挥控制系统总体设计如下： 1. 指挥控制系统包含通信链路、监视部分、紧急处理部分和数据处理部分； 2. 项目开始前，指挥控制系统通过通信链路为前端设备发送上行指令，控制器上配电设备工作，并接收前端设备和其他分系统的状态确认参数；准备就绪后，指挥控制系统同时向前端设备和其他分系统发送开始指令；项目中，通信链路同时接收前端设备和其他分系统的相关数据，并将其传至数据处理部分； 3. 数据处理部分同时接收前端设备和其他分系统的工作参数或数据，具备对数据的实时显示、分类存储、分析等功能，并通过对数据的处理具备对过程的模拟回放演示功能； 4. 监视模块向控制人员提供过程的图像信息； 5. 紧急处理部分具备对过程的紧急停止控制能力，防止在过程中可能出现异常事故的传播与扩大，紧急处理部分的反应能力小于1s； 6. 前端设备下传的数据存储量大于200Gbits； 7. 通信链路保障单项通道的数据传输速度不小于10Mbps； 8. 相关设备要满足时统要求，时统精度：10ms 第三章.系统设计依据

在进行指挥控制系统设计时遵循的标准包括： 1. 《电子计算机机房设计规范》GB0174-93 2. 《计算机场地技术》GB2887-2000 3. 《防静电活动地板通用规范》SJ/T10796-2001 4. 《计算机场地安全要求》GB9361-88 5. 《指挥自动化计算机网络安全要求》GJB 1281-91 6. 《指挥控制中心（所）电磁兼容性要求》GJB 3909-99 7. 《计算机房防雷设计规范》GB50174-93 8. 《通信电源设备安装设计规范》GB5040-1997 9. 《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007 10.《指挥自动化系统应用软件通用要求》GJB 4279-2001 11.《软件可靠性和安全性设计准则》GJB/Z 102-97 12.《计算机软件开发规范》GB 8566-88 13.《涉及国家秘密的计算机信息系统分级保护技术要求BMZ17-2006 第四章.系统功能分析指挥控制系统作为项目的中枢部分，与其他分系统存在数据接口，是整个项目的数据中心、控制中枢。根据探测器总体要求进行详细分析，并针对项目的任务及结构特点，确定指挥控制分系统具备以下功能： 1.通信功能具有与其他各系统的通信功能，并保证专用的数据通道和足够的带宽，通信网络采用冗余设计，保证数据的安全性和可靠性。完成指挥控制中心内部各个组合之间的数据通信的任务，保证专用的数据通道和足够的带宽，保证数据的安全性和可靠性。 2.接收、处理、分发和控制功能能够实时接收、存储、处理、分发各系统的数据包信息，并进行数据库管理。实时处理内容包括：解析、存储、物理量转换、判断、坐标转换、分发、工作模态分析等，要保证数据的正确性。能够实时接收、存储图像信息。能够事后接收各系统的数据。

手动变速器台架疲劳寿命试验规范

编号SY-TJ-78-2013 代替规范等级三级规范重庆长安汽车股份有限公司内部技术规范手动变速器差速器台架可靠性试验规范 2013-09-10制订2013-09-25发布重庆长安汽车股份有限公司发布

前言本规范是在总结汽车工程研究院自动变速器台架可靠性试验调查基础上，借鉴汽车行业手动变速器测试国家标准制定的。本规范由汽车工程研究总院标准所管理。本规范由动力研究院试验试制所负责起草。本规范主要起草人：王福强、胡青松、杨永健编制：胡青松校核：王福强审定：余涛批准：郭七一本规范的版本记录和版本号变动与修订记录

手动变速器差速器台架可靠性试验规范 1.适用范围本规范规定了手动变速器差速器台架可靠性试验方法。本规范适用于搭载前驱乘用车的手动变速器的差速器。 2.规范引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T568.1-2011 汽车机械式变速总成台架试验方法(轻微型) 3.试验目的验证搭载前驱乘用车的手动变速器的差速器在极限工况下的台架可靠性。4.试验项目手动变速器差速器台架可靠性试验。 5．试验准备 5.1 试验设备试验设备能够满足下列的要求： ⑴低转速、高扭矩试验时，变速器驱动小齿轮转速不小于500r/min ⑵高转速、低扭矩试验时，变速器输出轴的转速不小于2000r/min ⑶低转速、高扭矩试验时能产生不小于15%的差速率；高转速、低扭矩试验时能产生100%的差速率 ⑷低转速、高扭矩试验时，能够加载至与之匹配的发动机最大扭矩的85% ⑸试验过程中，全程监控试验情况并记录相关数据，详见附录3.试验数据记录表 5.2试验控制测量精度要求 ⑴驱动电机：转速波动范围±5r/min以内，扭矩波动范围±5N.m以内 ⑵负载电机：转速波动范围±5r/min以内，扭矩波动范围±10N.m以内 ⑷扭矩传感器：测量误差±0.2%以内 ⑸转速传器：测量误差±0.2%以内 ⑹温度传感器：测量误差±0.2%以内

滚筒反力式汽车制动试验台概述

1.汽车制动试验台基本结构 (1) 1.1驱动装置 (2) 1.2滚筒装置 (3) 1.3第三滚筒 (3) 1.4测量装置 (4) 1.5指示与控制装置 (5) 2 汽车制动试验台的工作原理 (5) 3 汽车制动试验台的力学分析 (6) 4 汽车制动试验台主要装置参数的选择 (7) 4.1主、从动滚筒参数的选择 (7) 4.2第三滚筒参数的选择 (8) 5.汽车制动试验台检测系统组成 (8) 6.单片机的选择 (8) 7.传感器与信号调理电路 (9) 7.1主、从动滚筒参数的选择 (9) 7.2制动力传感器 (10) 7.3传输调理 (11) 7.4车轮转速传感器 (12) 7.5车辆到位传感器 (12) 8.跑偏量的测量 (13) 8.1编码器的选择 (14) 8.2数据采集卡的选择 (14) 9.汽车制动试验台检测系统的软件设计 (15) 10对卡丁车项目和这门课的感想和体会 (17) - 17 -

滚筒反力式汽车制动试验台概述汽车制动性能的检测是汽车检测的重点，目前应用较为广泛的是滚筒反力式汽车制动试验台，其测试条件固定、重复性好、结构简单、操作安全性能好，是我国各类检测站检测汽车制动性能的主要设备。 1.汽车制动试验台基本结构滚筒反力式汽车制动试验台的结构简图如图2-1所示。它由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试装置和一套指示与控制装置组成。每一套车轮制动力测试装置由框架、驱动装置、滚筒装置、第三滚筒和测量装置等组成。

1.1驱动装置：驱动装置由电动机、减速器和链传动机构组成，如图2-2电动机经过减速器内的蜗轮蜗杆和一对圆柱齿轮的两级传动后驱动主动主动滚筒又通过链传动机构带动从动滚筒旋转。减速器输出轴与主动滚一轴，减速器壳体为浮动连接即可绕主动滚筒轴自由摆动。减速器的作速增矩，其减速比根据电动机的转速和滚筒测试转速确定。由于测试车滚筒转速也较低，因此要求减速器减速比较大，一般采用两级齿轮减速蜗轮蜗杆减速与一级齿轮减速。

QC T 545-1999汽车筒式减振器台架试验方法

QC T 545-1999汽车筒式减振器台架试验方法 QC/T 545—1999 汽车筒式减振器台架试验方法代替JB 3901—85 本标准适用于汽车悬架用筒式减振器的台架试验。 1示功试验 1．1目的：测取试件的示功图和速度图。 1．2设备：按本标准附录A规定的减振器试验台。 1．3条件： 1．3．1试件温度：20±2℃。 1．3．2试件试验行程S：（100±1）mm。 1．3．3试件频率n：（100±2）c、p、m。 1．3。4速度V：按照1.3.2和1.3.3并由下式决定的减振器活塞速度。在减振器行程较小，不宜选用100mm的试验行程时由制造厂与用户商定试验速度值。 1．3．5方向，铅垂方向。 1．3．6位置：大致在减振器行程的中间部分。 1．4试验方法 1．4．1定期按本标准附录B的试验台标定方法取得测力元件标定常数1 （N／mm）。 1．4．2按1.3加振，在试件往复3～5次内记录示功图。 1．4．3在不装试件时，画出基准线。 1．5阻力运算：参见图1

2速度特性试验 2．1目的：检测减振器在不同活塞速度下的阻力，取得试件的速度特性。 2．2设备：按标准附录A规定的减振器示功试验台，配以相应的电测量装置。 2．3条件： 2．3．1试件温度：20±2℃ 2．3．2试件试验行程S：20～100mm 2．3．3速度：V 2．3．4方向：铅垂方向。 2．3．5位置：大致在减振器行程的中间部分。 2．4试验方法：制造厂或研制单位可按照具体情形选用下述方法之一。 2．4．1直截了当记录法：在标准附录A规定的试验台上，采纳相应的电测量装置，利用传感元件取得减振器活塞速度和相应的阻力信号；将该两信号同时输入记录装置而直截了当获得减振器的速度特性。速度特性曲线如图2所示。 2．4．2多工况合成法按照2.3.3能够变化行程（S），或频率（n）之一，而取得变化的速度值（V），及相应工况下的阻力（P）形成速度特性的若干点，最终光滑连接构成

自动控制原理实验指导

实验四控制系统的稳定性判据一、实验目的熟练掌握系统的稳定性的判断方法。二、基础知识及MATLAB 函数用MATLAB 求系统的瞬态响应时，将传递函数的分子、分母多项式的系数分别以s 的降幂排列写为两个数组num 、den 。由于控制系统分子的阶次m 一般小于其分母的阶次n ，所以num 中的数组元素与分子多项式系数之间自右向左逐次对齐，不足部分用零补齐，缺项系数也用零补上。 1.直接求根判稳roots() 控制系统稳定的充要条件是其特征方程的根均具有负实部。因此，为了判别系统的稳定性，就要求出系统特征方程的根，并检验它们是否都具有负实部。MATLAB 中对多项式求根的函数为roots()函数。若求以下多项式的根24503510234++++s s s s ，则所用的MATLAB 指令为： >> roots([1,10,35,50,24]) ans = -4.0000 -3.0000 -2.0000 -1.0000 特征方程的根都具有负实部，因而系统为稳定的。 2.劳斯稳定判据routh （）劳斯判据的调用格式为：[r, info]=routh(den) 该函数的功能是构造系统的劳斯表。其中，den 为系统的分母多项式系数向量，r 为返回的routh 表矩阵，info 为返回的routh 表的附加信息。以上述多项式为例，由routh 判据判定系统的稳定性。 den=[1,10,35,50,24]; [r,info]=routh(den) r= 1 35 24 10 50 0 30 24 0 4 2 0 0

24 0 0 info= [ ] 由系统返回的routh 表可以看出，其第一列没有符号的变化，系统是稳定的。注意：routh （）不是MATLAB 中自带的功能函数，须加载routh.m 文件（自编）才能运行。三、实验内容 1．系统的特征方程式为010532234=++++s s s s ，试用两种判稳方式判别该系统的稳定性。 2．单位负反馈系统的开环模型为 ) 256)(4)(2()(2++++= s s s s K s G 试用劳斯稳定判据判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K 值范围。四、实验报告 1．根据内容要求，写出调试好的MATLAB 语言程序，及对应的MATLAB 运算结果。 2．总结判断闭环系统稳定的方法，说明增益K 对系统稳定性的影响。五、预习要求 1. 结合实验内容，提前编制相应的程序。 2．熟悉闭环系统稳定的充要条件及学过的稳定判据。附件：routh.m function [routh_list,conclusion] = Routh(chara_equ) % ======================================================= % 自编劳斯判据求解系统稳定性函数 % 输入： % chara_equ = 特征方程向量 % 输出： % routh_list = 劳斯表 % conclusion = 给出系统是否稳定或存在多少个不稳定的根的结论

JF122H(JB)制动器试验台使用说明书

JF122H(JB)型制动器惯性试验台使用说明书吉林大学机电设备研究所吉林省吉大机电设备有限公司 2011年11月28 日

目录 1. JF122H制动器试验台的用途及特点........ ............ . (3) 2. JF122H制动器试验台的主要技术参数.............. . (4) 3. JF122H制动器试验台的结构及工作原理............ . (7) 4. JF122H制动器试验台的安装与调试................ .. (10) 5. JF122H制动器试验台的标定及试验准备............ .. (14) 6. JF122H制动器试验台的试验台的维护保养........ .. (19) 7. JF122H制动器试验台的常见故障及处理方法.... .. (21) 8. JF122H制动器试验台的易损外购件明细表. ............... (22) 9附图 1.试验机结构图 2.被试制动器联结件图 3.液压原理图及零件表 4.气动原理图及零件表 5.电气原理及接线图 ※本试验台的计算机，绝对不允许运行与此设备无关的软件；以免感染病毒, 影响设备的正常运行。否则，引起一切后果自负。

1. JF122H型制动器惯性试验台用途及特点 1.1用途 JF122H型制动器试验台，其试验原理是根据制动副摩擦力矩与压力成正比的特性而确定的；其试验原理是目前全世界摩擦材料和汽车制造商所公认的。 JF122H型制动器试验台应用于生产质量控制和摩擦材料的开发；测试摩擦材料的摩擦系数及制动器摩擦衬片与压力，速度，温度的相关特性及耐磨损性能等；还可用于制动器的噪声测试。适用于载重量小于3.0吨的盘式制动器及摩擦衬片及鼓式制动器及摩擦衬片。 1.2特点 JF122H型制动器试验台是制动器及摩擦衬片的摩擦性能惯性试验设备。在惯性飞轮的设置形式上，参照了德国申克公司的等比法兰固定式( 5.0kg.m2, 2.5 kg.m2, 1.25 kg.m2)和美国LINK公司的等分锥轴固定式(80.0 kg.m2, 40 kg.m2×3，20.0 kg.m2 , 10 kg.m2×2)) 设计。其结构合理、控制手段先进、基本功能完善。除具有KLAUSS试验功能外, 还具有惯性试验功能。有以下特点： ● 电机功率为132kW，主轴转速1000 r/min。弱磁转速可达到到2000r/min。 ●由于减少了主轴支撑轴承数量，使系统摩擦阻力减小到最低限度；尤其是在进行小惯量，高车速、低制动管路压力的试验时，提高了试验数据的精确性。 ●两个等分飞轮组的飞轮采用锥轴结合，螺栓固定；其位置的移动，由设置在飞轮上方的吊车来完成。等比飞轮组的飞轮采用法兰结合，螺栓固定；其位置的移动，由设在其两侧支架上的齿轮齿条来完成。 ●试验机总惯量为253.35 kg.m2，惯性飞轮数量为10个，惯量配置级数为200级。惯量级差仅为1.25kg.m2，能完成3.0t以下各种车辆的KRAUSS试验和惯性台架试验。 ●试验机设有静力矩测试系统，用于测试制动器或驻车制动器静摩擦力矩。 ●试验机设有驻车制动器缆绳拉力油缸，用于驻车制动器的性能测试；

QC T 304-1999汽车转向拉杆接头总成台架试验方法

QC T 304-1999汽车转向拉杆接头总成台架试验方法 QC/T 304—1999 汽车转向拉杆接头总成台架试验方法代替ZB T 23 006—87 1主题内容与适用范畴本标准规定了汽车转向拉杆接头总成的摆动力矩测定、旋转力矩测定、最大轴向位移量测定和耐久性试验等台架试验方法。本标准适用于汽车转向拉杆接头总成，出厂试验与型式试验的项目与要求由相应的技术条件规定。 2术语及定义 2．1摆动力矩T1 球销以一定的频率，在接头总成的对称平面或设计指定平面内作连续摆动时的最大力矩（N·m）。 2．2旋转力矩T2 球销轴线与接头球座孔轴线重合，球销绕轴线匀速旋转时的最大力矩（N·m）。 2．3最大轴向位移量δ 球销轴线与接头球座孔轴线重合，沿该轴线对球销施加压力，使总成内部除弹性零件外的其他零件均不发生变形时，球销的最大位移量（mm）。 3试验项目及试验方法 3．1摆动力矩下的测定 3．1．1测试装置的工作原理见示意图1。

3．1．2试验条件 3．1．2．1环境温度：常温。 3．1．2．2测试仪器精度不低于1%。 3．1．3测试样品许多于3件。 3．1．4试验程序 3．1．4．1测试前拆除总成的防尘装置。 3．1．4．2向总成内注满规定牌号的润滑脂。 3．1．4．3使球销处于接头总成的对称平面或设计指定平面内，以4～6min-1 的频率连续摆动，摆动角为设计值的80%～90%。 3．1．4．4测试时球销先往复摆动5次再记录T1值，并运算5次测试结果的均值。 3．2旋转力矩T2的测定。 3．2．1测试装置的工作原理见示意图2。 3．2．2试验条件 3．2．2．1环境温度：常温。 3．2．2．2测试仪器精度不低于1%。 3．2．3测试样品许多于3件。 3．2．4试验程序 3．2．4．1测试前拆除总成的防尘装置。 3．2．4．2向总成内注满规定牌号的润滑脂。 3．2．4．3使球销轴线与接头球座孔轴线重合，球销以4～6r/min的转速绕轴线匀速旋转。 3．2．2．4测试时球销先旋转5圈再记录T2值，并运算5次测试结果的均值。 3．3最大轴向位移量δ的测定。

汽车变速器试验规程

力帆汽车发动机企业标准 Q/LF××××××-2006 汽车机械式变速器台架试验方法汽车变速器试验规程 1.范围本标准规定了LF479Q1、LF481Q1、TRITEC汽车变速器的试验方法，检验规则。本标准适用于LF479Q1、LF481Q1、TRITEC汽车变速器（以下简称产品）本标准用于LF479Q1、LF481Q1、TRITEC汽车变速器的试验方法，检验规则。 2.规范性引用文件 QC/T568-1999 汽车机械式变速器台架试验方法 QC/T29063-1992 汽车机械式变速器总成技术条件 GB 443-1989 机械油（L-AN 全损耗系统用油） QC/T 572-1999 汽车清洁度工作导则测定方法 GB/T 2828-1987 逐批检查计数抽样程序及抽样表 3 技术要求 3.1产品应符合本标准的要求，并按照经规定程序批准的图库及技术文件制造 3.2 主要零件的质量要求 3.2.1圆柱齿轮和输入轴，输出轴的材料为20CrMoH。 3.2.2锥齿轮材料为20CrMnTi。 3.2.3齿轮和输入轴和输出轴的表面硬度为660HV以上。 3.3 产品噪音 3.3.1产品噪音测量按第5.1条的噪音测量方法进行，变速器总成在n1=0.8n N时的最大允许应符合表2规定。其中： n1--变速器输入轴转速r/min。 nN---变速器所匹配发动机最大功率时的转速r/min。表2 3.4产品静扭强度试验按QC/T 568-1999进行，其后备系数不小于2.5。 3.5产品传动效率试验按QC/T 568-1999进行，其平均传动效率不小于96.5%。传动效率按下式计算：=（M1+M2）/MI K I0 - --传动效率 M—被测试变速器输入扭矩N.m I K----变速器速比

过程控制系统实验指导书解析

过程控制系统实验指导书王永昌西安交通大学自动化系 2015.3

实验一先进智能仪表控制实验一、实验目的 1．学习YS—170、YS—1700等仪表的使用； 2．掌握控制系统中PID参数的整定方法； 3．熟悉Smith补偿算法。二、实验内容 1．熟悉YS-1700单回路调节器与编程器的操作方法与步骤，用图形编程器编写简单的PID仿真程序； 2．重点进行Smith补偿器法改善大滞后对象的控制仿真实验； 3．设置SV与仿真参数，对PID参数进行整定，观察仿真结果，记录数据。 4．了解单回路控制，串级控制及顺序控制的概念，组成方式。三、实验原理 1、YS—1700介绍 YS1700 产于日本横河公司，是一款用于过程控制的指示调节器，除了具有YS170一样的功能外，还带有可编程运算功能和2回路控制模式，可用于构建小规模的控制系统。其外形图如下： YS1700 是一款带有模拟和顺序逻辑运算的智能调节器，可以使用简单的语言对过程控制进行编程（当然，也可不使用编程模式）。高清晰的LCD提供了4种模拟类型操作面板和方便的双回路显示，简单地按前面板键就可进行操作。能在一个屏幕上对串级或两个独立的回路进行操作。标准配置I/O状态显示、预置PID控制、趋势、MV后备手动输出等功能，并且可选择是否通信及直接接收热偶、热阻等现场信号。对YS1700编程可直接在PC机上完成。

SLPC内的控制模块有三种功能结构，可用来组成不同类型的控制回路：（1）基本控制模块BSC，内含1个调节单元CNT1，相当于模拟仪表中的l台PID调节器，可用来组成各种单回路调节系统。（2）串级控制模块CSC，内含2个互相串联的调节单元CNTl、CNT2，可组成串级调节系统。（3）选择控制模块SSC，内含2个并联的调节单元CNTl、CNT2和1个单刀三掷切换开关CNT3，可组成选择控制系统。当YS1700处于不同类型的控制模式时，其内部模块连接关系可以表示如下：（1）、单回路控制模式

自动化指挥控制系统应用研究

自动化指挥控制系统应用研究摘要指挥控制是信息化战争的重要手段，是通过系统化发出指令来进行引导控制。本文阐述了自动化指控系统各种工作模式在飞行试验中的应用模型，并开展了飞行试验，有效地解决指控系统试飞中的各种需求，节省了试飞资源的投入。关键词指控系统；工作模式；试飞应用 1 概况 20世纪90年代中期，美空军用只有语音通信的飞机与兼有语音通信和16号数据链的飞机进行对抗，以比较在各种战术态势下在白天和夜间的任务效能。通过12000多架次飞行，收集了大量的数据，作战的平均杀伤率提高了2.59倍。因此，指控系统是现代和未来战争中必需的重要设备之一。本文介绍了基于指控系统各种工作模式的试飞应用模型，并开展了飞行试验[1]。 2 指挥指控系统工作原理指挥控制系统由数据链分系统、时间基准分系统、雷情信息分系统和指挥控制分系统组成。指挥控制分系统、数据链分系统主要是通过以太网相连接，通过转换设备接收由塔雷达录取设备送来的雷情信号，并将雷情信号与各席位操作员的指挥控制指令综合以后通过管理单元、传送单元发送至飞机上，完成与机上通信的功能[2]。 3 指控系统工作模式的试飞应用模型当前基于综合链的指控系统工作模式分为联合编队、指挥引导、独立编队等三种，各模式试飞模型如下： 3.1 联合编队模式联合编队模式指的是数十架飞机分成不同的编队小组，每组选定一个成员作为长机，组内其他成员都必须为僚机。每个小组中只有长机才有资格与地面指挥所进行通信，长机负责与本小组内各个僚机的通信。在该模式下，所有飞机的网络身份都必须设置为从站。其网络运行图见图1。图1 联合编队试飞模式网络运行图从图1中可以看到，地面指挥所与各个编队的长机的通信就是外循环，而编队内部长机与各个僚机之间的通信就是内循环；由于编队内僚机不能与地面指挥所直接通信，因此原则上内循环的通信波道与外循环的通信波道不能在同一波道。长机的波道是由系统控制自动在外循环波道和内循环波道之间切换，以满足

轿车制动器性能试验台设计--文献综述

制动系统是汽车中不可缺少的一部分。因为汽车在行驶过程中会遇到一系列不同的情况，它需要汽车的驾驶者不断的去调整汽车以期能够平稳的前行，因此，汽车上必须设一系列的装置，对汽车进行一定程度的强制制动。这一系列的专职就是制动系统。而制动器是制动系统中用以产生阻碍车辆运动或运动趋势的部件。制动器的优越的性能一定程度决定了制动系统的优越，也更能保障驾驶员的驾驶安全。在各类汽车所使用的摩擦制动器可分鼓式制动器和盘式制动器。汽车的制动性是确保车辆行驶的主、被动安全性和提升车辆行驶的动力性的决定因素之一。重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关，故汽车的制动性是汽车安全行驶的重要保障。而制动器是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全部件，所以它的工作性能就显得尤为重要。因此，进行制动器试验，检铡其装配质量，评价它的综合性能，成为改善制动器制动性能不可或缺的一部分。所以，研制一种模拟性能好、试验精度高的制动器试验台十分必要．近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，制动器的重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。制动装置需要转换和吸收的动能，与汽车制动初速度的平方和总质量成正比；其需要产生的制动力则与汽车总质量成正比，与制动初速度相对来说关系不大。在汽车的发展过程中，速度和总质量两个参数始终处于不断攀高的状态，这就要求制动装置在更短的时间内吸收越来越大的能量，并产生接近车轮滑移界限的制动力。汽车速度的提高对制动器的性能提出了更高的要求，不断改善汽车的制动性，始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。同时，世界各国和制动器制造企业对制动器制动性能都提出了各种标准。为了制动器的性能达到更高的水平，以尽量提高汽车的安全性和可靠性，这对制动器试验台的准确性和高精度性提出了更高的要求。因此制动器试验台的设计具有广泛的应用前景。相对于道路试验检测来说，台架检测方法具有许多突出的优点: 1）检测过程简单，时间短。2）设备占地面积小，可以作为一个单独的工位加装在目前我国正在普遍使用的汽车性能检测线上。 3)检测过程受环境因素影响较小。由于台架检测是在室内进行，所以不会受到天气、侧向风等自然条件的影响；4)设备耗资低，根据市场需求可实行产业化生产。

汽车简式减振器台架试验方法

减振器台架试验及评定方法主题和范围：本方法规定了PLD 汽车悬架用筒式减振器的台架试验和试验件评定方法。本方法包含筒式减振器的示功试验、速度特性试验、温度特性试验、耐久性试验。 1 示功试验 1.1 目的：测取试件的示功图和速度图。 1.2 设备：PLD 系列微机控制电液伺服汽车减振器试验台。 1.3 条件： 1.3.1 试件温度：20士2℃。 1.3.2 试件试验行程S ：(100±1)mm 。 1.3.3 试件频率n ：(100±2) c 、p 、m 。 1.3.4 速度ν根据1.3.2和1.3.3并由下式决定的减振器活塞速度。 (m /s )520106 4.n S π=???=-ν 1.3.5 方向：铅垂方向。 1.3.6 位置：将减振器拉伸至最大行程并测定其行程中间位置A m ，并纪录。 1.4 试验方法 1.4.1 按1.3加振，待f P 、y P 微机显示值稳定后，停止试验并记录相应得数值。 f P …………复原阻力，N ； y P …………压缩阻力，N ； 1.5 评定 1.5.1 示功图应丰满、圆滑，不得有空程、畸形等。 1.5.2 减振器在示功试验中，不得有漏油和明显的噪声等异常现象。 1.5.3 复原阻力和压缩阻力应符合附录A 要求，复原阻力和压缩阻力的允差值应符合下式规定：复原阻力的允许差值为±（14%f P +40）N ，f P —额定复原阻力；压缩阻力的允许差值为±（14%y P +40）N ，y P —额定压缩阻力； 2 速度特性试验 2.1 目的：检测减振器在不同活塞速度下的阻力，取得试件的速度特性。 2.2 设备：PLD 系列微机控制电液伺服汽车减振器试验台。 2.3 温度条件：试件温度：20±2℃ 试件试验行程S ：20～100 mm ，速度)/(.s m 520=ν；最高速度须高于1.5 m ／s 。方向：铅垂方向。位置：A m 。试验方法：本方法采用多工况合成法测试速度特性P 一v 曲线每个测点工况皆按本标准1.4实施；最后如图4所示取得试验速度特性：

汽车机械式自动变速器AMT总成技术条件和台架试验方法征求

《汽车机械式自动变速器（AMT）总成技术条件和台架试验方法》 (征求意见稿）编制说明 1 工作简况 1.1 任务来源本标准根据工业和信息化部下达的2016年第三批行业标准制修订计划进行制定。项目编号为2016-1453T-QC，项目名称为《汽车机械式自动变速器（AMT）总成技术条件和台架试验方法》。 1.2 主要起草单位和工作组成员主要起草单位：陕西法士特汽车传动集团有限责任公司、重庆青山工业有限责任公司、上海汽车变速器有限公司、郑州宇通客车股份有限公司、綦江齿轮传动有限公司、北奔重型汽车集团有限公司、哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司、北京北齿有限公司、格特拉克（江西）传动系统有限公司。工作组成员：严鉴铂、刘义、聂幸福、许明中、杨小辉、廖兴阳、陈中伟、罗光涛、吕学渊、姚书涛、邵明武、钟海生。 1.3 主要工作过程标准计划下达后，标准起草牵头单位陕西法士特汽车传动集团有限责任公司立即根据全国汽车标准化技术委员会和变速器分技术委员会要求，组建了以陕西法士特汽车传动集团有限责任公司牵头，重庆青山工业有限责任公司、上海汽车变速器有限公司、郑州宇通客车股份有限公司、綦江齿轮传动有限公司、北奔重型汽车集团有限公司、哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司、北京北齿有限公司、格特拉克（江西）传动系统有限公司参与的标准起草小组。 2015年9月，确认标准工作组各单位相关人员，成立标准工作组。在标准项目启动会议上，对标准制定工作计划进行了讨论，会议决定： 1）陕西法士特汽车传动集团有限责任公司严鉴铂董事长为项目总负责、刘义副总经理为技术总负责、科技处张慧处长为起草小组组长、全面协调标准起草工作，相关专业专家担任标准起草人。 2）成员单位：负责协助完成标准相关资料收集、进行相关的验证试验、以及标准相关文件的校审工作。会议结束后，按会议讨论结果，向变速器分标委秘书处提交了标准制定计划。 2015年10月，编制标准草案，递交标准草案、申报项目的情况说明、行业标准项目建议书。 2015年11月，法士特公司召开内部评审会，对标准草案进行评审。 2015年12月-2016年1月，根据内部评审会要求，修改完善标准文本。 2016年9月，参加标准项目立项答辩并通过。 2017年2月，将标准草案稿发送给工作组成员单位进行内部意见征集，汇总形成意见表。 2017年3月，对工作组内部征集意见进行答复，并根据采纳的意见完善标准文本。 2017年4月，召开《汽车机械式自动变速器（AMT）总成技术条件和台架试验方法》汽车行业标准研讨会，会议首先对工作组讨论稿的技术条款进行讨论。随后，对工作组内部征集的意见进行逐条确认。会议结束后，按照研讨会讨论结果，修改完善标准文本，与编制说明、征求意见表（工作组内部）、会议纪要等文件提交至汽标委变速器分委会秘书处。 2017年5月-2017年7月，根据研讨会要求修改完善标准并进行相关试验验证。 2 标准编制原则和主要内容 2.1 标准编制原则标准编写格式按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》的要求和规定。标准主要内容和技术要求，结合当前机械式自动变速器（AMT）的国际、国内行业发展水平和整车要求，按国内领先、国际通行水平的原则确定。本标准在制定过程中应充分考虑汽车行业实施本标准的技术能力和可操作性，同时考虑国内相关机构依据本标准对该产品进行监督和检验的能力。

计算机过程控制系统(DCS)课程实验指导书(详)

计算机过程控制系统(DCS)课程实验指导书实验一、单容水箱液位PID整定实验一、实验目的 1、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。 2、分析分别用P、PI和PID调节时的过程图形曲线。 3、定性地研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。二、实验设备 AE2000A型过程控制实验装置、JX-300X DCS控制系统、万用表、上位机软件、计算机、RS232-485转换器1只、串口线1根、网线1根、24芯通讯电缆1根。三、实验原理图2-15为单回路水箱液位控制系统单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。本系统所要保持的参数是液位的给定高度，即控制的任务是控制水箱液位等于给定值所要求的高度。根据控制框图，这是一个闭环反馈单回路液位控制，采用SUPCON JX-300X DCS控制。当调节方案确定之后，接下来就是整定调节器的参数，一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。一个控制系统设计好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。一般言之，用比例（P）调节器的系统是一个有差系统，比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小，而且也与系统的动态性能密切相关。比例积分（PI）调节器，由于积分的作用，不仅能实现系统无余差，而且只要参数δ，Ti调节合理，也能使系统具有良好的动态性能。比例积分微分（PID）调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用，从而使系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能（快速性、稳定性等）。但是，并不是所有单回路控制系统在加入微分作用后都能改善系统品质，对于容量滞后不大，微分作用的效果并不明显，而对噪声敏感的流量系统，加入微分作用后，反而使流量品质变坏。对于我们的实验系统，在单位阶跃作用下，P、PI、PID调节系统的阶跃响应分别如图2-16中的曲线①、②、③所示。图2-16 P、PI和PID调节的阶跃响应曲线

反力式滚筒制动试验台工作原理

反力式滚筒制动试验台工作原理集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

反力式滚筒制动试验台工作原理反力式滚筒制动试验台（以下简称为制动试验台）是由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试单元和一套指示、控制装置组成。每一套车轮制动力测试单元由框架、驱动装置、滚筒组、举升装置、测量装置等构成。进行车轮制动力检测时，被检汽车驶上制动试验台，车轮置于主、从动滚筒之间，放下举升器（或压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接通）。通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板。车轮在车轮制动器的摩擦力矩作用下开始减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎的摩擦力克服制动器的摩擦力矩，维持车轮继续旋转。同时在车轮轮胎对滚筒表面切线方向的摩擦力作用下，减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器送来的电信号经放大滤波后，送往A/D转换器转换成相应数字量，经计算机采集、存储和处理后，检测结果由打印机打印出来。 3 检测时车轮的受力分析下面从汽车的实际检测受力情况进行分析，假设制动试验台前、后滚筒直径相等且水平安置，被测试车辆前、后轮中心处于同一水平高度，在检测过程中忽略滚动阻力，则测试车轮在滚筒上制动时的受力情况如图1所示。

图中G 为被测车轮的轮荷；N 1、N 2分别为前后滚筒对被测车轮的法向反力；F 1、F 2分别为前后滚筒与车轮间的切向力，即制动力；F 为车桥对车轮轴的水平推力；M μ为车轮所受制动力矩；α为安置角；D 为被检车轮直径；d 为滚筒直径；L 为滚筒中心距。根据力学平衡原理，可以列出下列关系式： (N 1-N 2)sinα+(F 1+F 2)cosα=F (1) (N 1+N 2)cosα-(F 1-F 2)sinα=G (2) φ相同，则F 1、F 2 F 1=N 1×φ, F 2=N 2×φ (3) 将（3）式代人（1）、（2）式得： N 1(sinα+φcosα)-N 2(sinα-φcosα)=F (4) N 1(cosα-φsinα)+N 2(cosα+φsinα)=G (5) 联立上式解得: N 1={F(φsinα+cosα)+G(sinα-φcosα)}/( φ 2+1)sin2α (6) N 2={F(φsinα-cosα)+G(φcosα+sinα)}/( φ 2+1)sin2α (7) 当车轮制动时，制动试验台可能测得的最大制动力为： F max =(N 1+N 2)×φ=φ×(G+φF)/(φ2+1)cosα (8)

台架试验类型

台架试验台架试验是指产品出厂前，一般还要进行某些模拟台架试验，包括一些发动机试验，通过之后方能投入使用。主要台架试验有1)汽油发动机台架试验：汽油发动机台架试验结果是确定汽油机油质量等级的依据。①MSⅡD发动机试验：用来评定汽车在低温和短途行驶条件下的润滑油对阀组防锈蚀或腐蚀的能力，用以评定API SE、SF、SG级汽油机油。中国标准试验方法有SH/T0512汽油机油低温锈蚀评定法(MS程序ⅡD法)。国外标准试验方法有MSⅡD ASTM STP 351H-I。②MSⅢD发动机试验：用来评定润滑油高温氧化、增稠、油泥及漆膜沉积、发动机磨损的能力，用以评定API SE、SF级汽油机油。中国标准试验方法有SH/T0513-92汽油机油高温氧化和磨损评定法(MS程序ⅢD法)。国外标准试验方法有MSⅢD ASTM STP315H-Ⅱ。③MSⅢE发动机试验：用来评定发动机润滑油的高温氧化、增稠、油泥及漆膜沉积、发动机磨损的能力，以评定API SG、SH、SJ级汽油机油。国外标准试验方法有MSⅢE ASTM STP 315H-Ⅱ。④MS VD发动机试验：用来评定发动机润滑油抗油泥、漆膜沉积和阀组磨损的能力，以评定API SE、SF级汽油机油。中国标准试验方法有SH/T 0514-92汽油机油低温沉积物评定法(MS程序ⅤD法)。国外标准试验方法有MS VD ASTM STP315H-Ⅲ。⑤MS VE发动机试验：用来评定发动机润滑油抗油泥、漆膜沉积和阀组磨损的能力，以评定API SG、SH、SJ级汽油机油。国外标准试验方法有MS VE ASTM STP315H-Ⅲ。(2)柴油发动机台架试验：柴油发动机台架试验结果是确定柴油机油质量等级的依据。①Caterpillar1H2发动机试验：用来评定润滑油的环粘结、环和气缸磨损、活塞沉积物生成倾向，以评定API CC级柴油机油。中国标准试验方法有GB/T9932内燃机油性能评定法(卡特皮勒1H2法)。国外标准试验方法有ASTM STP509A-ⅡCaterpillar1H2发动机试验法。②Caterpillar1G2发动机试验：用来评定润滑油的环粘结、环与气缸磨损、活塞沉积物生成倾向，以评定API CD、CD-Ⅱ、CE级柴油机油。中国标准试验方法有GB/T9933-92内燃机油性能评定法(卡特皮勒1G2法)。国外标准试验方法有ASTM STP509A-ⅠCaterpillar1G2发动机试验法。③CRC L-38发动机试验：用来评定内燃机油在高温条件下的氧化和轴瓦腐蚀性能。中国标准试验方法有SH/T0265-92内燃机油高温氧化和轴瓦腐蚀评定法(L-38法)。国外标准试验方法有FED3405.2(L?38)、FTM791-3405润滑剂性能评定法。(3)齿轮油台架试验：①CRC L-37高扭矩试验：用来评定齿轮润滑剂承载能力、磨损及极压特性，以评定API GL-5车辆齿轮油。国外标准试验方法有美国FTM6506.1高扭矩后桥试验。②CRC L-42高速冲击试验：用来评价齿轮润滑剂的抗擦伤性能，以评定API GL-5车辆齿轮油。国外标准试验方法有美国FTM6507.1高速冲击试验。③CRC L-33齿轮润滑剂的潮湿腐蚀试验：用来评价含水齿轮油对金属零件的腐蚀情况，以评定API GL-5车辆齿轮油。

09年A题 制动器试验台的控制方法分析