1.3 需要解决的问题
（1）设车辆单个前轮的滚动半径为0.286m，制动时承受的载荷为6230N，求等效的转动惯量。
（2）飞轮组由3个外直径1m、内直径0.2m的环形钢制飞轮组成，厚度分别为0.0396m、0.0784m、0.1568m，钢材密度为 ，基础惯量为 ，问可以组成哪些机械惯量？设电动机能补偿的能量相应的惯量的范围为 ，对于问题（1）中得到的等效转动惯量，需要用电动机补偿多大的惯量。
（3）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 ，制动5.0秒后车速为零，计算驱动电流。
（4）对于与所设计的路试等效的转动惯量为 ，机械惯量为 ，主轴初转速为 ，末转速为 ，时间步长为10ms的情况，用某种控制方法试验得到一组数据。请对该方法执行的结果进行评价。
（5）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。
（6）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。
2、问题分析
制动器试验台的控制方法其实就是在检测制动器的综合性能时，为了更好地遵循模拟试验的原则，精确地模拟等效转动惯量，施加控制电流以补偿由于机械惯量不足而缺少的能量。在分析制动器试验台的控制方法前，首先清晰地理解题目中相关的概念与处理方法是必要的。
本文在忽略车轮自身转动具有的能量的情况下，利用能量守恒定理可以获得等效转动惯量。根据题中求机械惯量的例子，可以总结机械惯量的组合方法，再对题中提供的不同转动惯量的飞轮进行组合。通过电动机驱动电流与其产生的扭矩关系以及力矩与转速（由线速度转化而来）的关系计算驱动电流。
由于制动器性能的复杂性，电动机驱动电流与时间的精确关系是很难得到的。本文采用工程实际中常用的计算机控制方法，其思想是：把整个制动时间离散化为许多小的时间段，比如10ms为一段，然后根据前面时间段观测到的瞬间转速与/或瞬时扭矩，设计出本时段驱动电流的值，这个过程逐次进行，直至完成制动。
本文把能量误差的大小作为评价控制方法优劣的一个重要数量指标。在不考虑观测误差、随机误差和联系问题离散化所产生的误差的前提下，定义能量误差为所设计的路试时的制动器与相对应的试验台上制动器在制动过程中消耗的能量之差。
最后对电流量的计算机控制方法进行了优化，并做出合理的评价。
3、合理假设
论文网http://www.751com.cn/ （1）路试时轮胎与地面的摩擦力为无穷大，因此轮胎与地面无滑动。
（2）模拟实验中，认为主轴的角速度与车轮的角速度始终一致。
（3）试验台采用的电动机的驱动电流与其产生的扭矩成正比，并且本题中比例系数取 。
（4）车轮、飞轮组都认为是均匀对称的刚体。
（5）路试时，车辆行驶的路面为平整的，车辆行驶方向为直线，即不考虑势能变化和拐弯引起的其他能量变化。
（6）制动时承受的载荷认为是竖直向下的正压力，即可以等效为重力。计算时，重力加速度使用 。
4、定义与符号说明
： 等效转动惯量。原文请加辣.文^论,文'网QQ3249.114
：模拟等效转动惯量。
：机械惯量。
：模拟等效扭矩。
：机械扭矩。
：驱动电流补偿扭矩。
：时间差。
：末速度。
：初速度。
：合外力。
：第i 段时间所作的功。
：能量误差。
：路试消耗的总能量。
：测试消耗的总能量。
5、模型建立及求解
1. 等效转动惯量
由于车轮为刚体，则我们建立车轮在地面沿直线轨迹作纯粹的滚动（纯粹的滚动是没有滑动的滚动）模型。由于纯粹的滚动既不是单纯的平动，也不是单纯的转动，我们可以把它看成平动与转动的叠加
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辛普森求积公式与迭代法求得试验台上制动器在制动过程中消耗的能量 第2页下载如图片无法显示或论文不完整，请联系qq752018766
