【正文】 182416275183417184275418185419186420285187421188422189280423190424290191425192426193427194280428285195429285196275430197431198432199433200280434201243520228543620343727520443820543928020644027320744128520844220944321027544421127044521227544621344721444829021544921645021728545121845228521928545322045422145522245622345722445827522545922627546022746122846222946328523046428523128546523246623346723446825。設(shè)計(jì)出合理的電流值計(jì)算機(jī)控制方法，對這種試驗(yàn)過程的進(jìn)行至關(guān)重要。工程實(shí)際中常用的計(jì)算機(jī)控制方法是：把整個制動時間離散化為許多小的時間段，然后根據(jù)前面時間段觀測到的瞬時轉(zhuǎn)速與/或瞬時扭矩，設(shè)計(jì)出本時段驅(qū)動電流的值，這個過程逐次進(jìn)行，直至完成制動。飛輪組由若干個飛輪組成，使用時根據(jù)需要選擇幾個飛輪固定到主軸上，這些飛輪的慣量之和再加上基礎(chǔ)慣量稱為機(jī)械慣量。運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助測試技術(shù)和電子技術(shù)，對制動時獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣、分析、傳輸存儲等。通常試驗(yàn)臺僅安裝、試驗(yàn)單輪制動器，而不是同時試驗(yàn)全車所有車輪的制動器。假設(shè)路試時輪胎與地面的摩擦力為無窮大，因此輪胎與地面無滑動。只有合適，才能使超調(diào)量較小，減短調(diào)節(jié)時間。如果的符號選擇不當(dāng)對象狀態(tài)就會離控制目標(biāo)的狀態(tài)越來越遠(yuǎn)，如果出現(xiàn)這樣的情況的符號就一定要取反。偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時間加長。 　　在PID增量算法中，由于執(zhí)行元件本身是機(jī)械或物理的積分儲存單元，如果給定值發(fā)生突變時，由算法的比例部分和微分部分計(jì)算出的控制增量可能比較大，如果該值超過了執(zhí)行元件所允許的最大限度，那么實(shí)際上執(zhí)行的控制增量將時受到限制時的值，多余的部分將丟失，將使系統(tǒng)的動態(tài)過程變長，因此，需要采取一定的措施改善這種情況。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時，控制理論的其它技術(shù)難以采用時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。因?yàn)楦鶕?jù)上一時段離散的時間段對應(yīng)的瞬時扭矩或瞬時轉(zhuǎn)速確定驅(qū)動電流，來確定該時間段的方式會使電動機(jī)反應(yīng)滯后于整個機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，使得制動器試驗(yàn)臺和路試情況下的制動器作用差別變大，產(chǎn)生較大誤差。 （554）②當(dāng)制動器的扭矩剛達(dá)到穩(wěn)定的值：飛輪開始做勻減速運(yùn)動，即一定，達(dá)到最大穩(wěn)定值。由于路試時是以恒定的力踏下制動踏板，所以對于一個制動器其開始制動到制動力達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)其變化曲線是一定的，設(shè)為，一般前段時間遞增，而后達(dá)到穩(wěn)定，如圖5；在模型的準(zhǔn)備期間，應(yīng)該先確定下來制動器的制動扭距隨時間變化的函數(shù)，設(shè)為。 （547）其中為時刻主軸轉(zhuǎn)速。電動機(jī)輸出力矩與電動機(jī)補(bǔ)償慣量滿足下式： （544）由于在制動器試驗(yàn)臺上，通過力矩傳感器，可以準(zhǔn)確測量出制動力矩，所以可以用系統(tǒng)中實(shí)時測得的來推導(dǎo)電機(jī)輸出力矩。本題關(guān)鍵就是由題目所給數(shù)據(jù)分別求出路試時制動器所消耗的能量和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)臺上制動器在制動過程中消耗的能量。圖3 制動器試驗(yàn)臺主體原理圖主軸角加速度β是一個與時間有關(guān)的量（若為常量則是勻加速或勻減速運(yùn)動），記作： 由剛體對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動定理可得： （531）在角加速度為β和機(jī)械慣量為時，制動器產(chǎn)生的力矩、合力矩以及驅(qū)動電流產(chǎn)生的扭矩三者之間的關(guān)系為如下兩種情況： ① 當(dāng)補(bǔ)償慣量為正時，電動機(jī)作用效果與制動器作用效果相反，則所以又 得： 由上兩式可得：即： ②當(dāng)補(bǔ)償慣量為負(fù)時，電動機(jī)作用效果與制動器作用效果相同，則所以又 得 由上兩式可得：即： 綜上所述，電動機(jī)驅(qū)動電流依賴于制動力矩的數(shù)學(xué)關(guān)系為： （532） 本題要求在某種特定狀況下的電動機(jī)驅(qū)動電流，這是模型的特殊情況，將這種情況下的各參數(shù)的值計(jì)算出來代入模型，即可求解驅(qū)動電流。根據(jù)公式計(jì)算得相對應(yīng)的補(bǔ)償慣量： 由題意，可觀測量為試驗(yàn)臺工作時的瞬時轉(zhuǎn)速和瞬時扭矩，本題即建立驅(qū)動電流依賴于瞬時轉(zhuǎn)速與/或瞬時扭矩的模型。根據(jù)等效轉(zhuǎn)動慣量、機(jī)械慣量和電動機(jī)補(bǔ)償慣量的關(guān)系式和各參數(shù)的取值范圍，可以求出電動機(jī)補(bǔ)償?shù)膽T量大小。半徑為R的圓柱體作純滾動時，其軸線的平動速度與圓柱體繞其軸線轉(zhuǎn)動的角速度的關(guān)系為：=G=mgOR圖1 車輪簡化運(yùn)動圖根據(jù)假設(shè)路試時輪胎與地面的摩擦力為無窮大，因此輪胎與地面無滑動，即純滾動。三、 模型假設(shè)1. 假設(shè)車輪與地面之間是純滾動作用，無滑動摩擦；2. 假設(shè)主軸的角速度與車輪的角速度始終保持一致；3. 不考慮因摩擦引起的能量損耗；4. 假設(shè)飛輪是均質(zhì)空心圓柱體；5. 不考慮觀測誤差、隨機(jī)誤差和連續(xù)問題離散化所產(chǎn)生的誤差。首先將連續(xù)函數(shù)離散化，得到每一個時刻的等式。通常不考慮觀測誤差、隨機(jī)誤差和連續(xù)問題離散化所產(chǎn)生的誤差。