[发明专利]具有机械模拟和电惯量模拟结合的制动器试验台及控制算法

权利要求书

1.具有机械模拟和电惯量模拟结合的制动器试验台及控制算法，其特征是：至少包括测速传感器(1)、拖动电机(2)、扭矩传感器(3)、飞轮组(4)、电气传动控制单元(5)和电惯量模拟控制单元(6)；拖动电机(2)和飞轮组(4)之间安装有扭矩传感器(3)，轴端装有测速传感器(1)，测速传感器(1)和扭矩传感器(3)分别与电惯量模拟控制单元(6)电连接，由电气传动控制单元(5)驱动拖动电机(2)拖动飞轮或飞轮组(4)运行到设定转速，开始制动过程；由电惯量模拟控制单元(6)获取扭矩传感器(3)和测速传感器(1)同步采集的飞轮转速、电动机输出扭矩，电惯量模拟控制单元(6)计算出飞轮动能相对于试验给定初始转速时的总下降值，依据数学模型计算出电机应补偿的总能量，同时算出电机已补偿的总能量并得出二者之差，然后计算出拖动电机(2)在下一个控制周期的力矩输出值，使得试验台在相当于理想飞轮且没有系统固有阻力的状态下运行。

2.根据权利要求1所述的具有机械模拟和电惯量模拟结合的制动器试验台，其特征是：所述的依据数学模型计算出电机应补偿的总能量是依据数学模型公式：Em=1-KK·Ef+ER]]>

式中，E_f是飞轮的动能，E_R是系统固有阻力在制动过程中消耗的能量，I_f是飞轮的转动惯量，I是理想飞轮的转动惯量，E是理想飞轮的动能。

3.具有机械模拟和电惯量模拟结合的制动器试验台的控制算法：

令：控制周期Δt＝t_i+1-t_i

t₀：检测T_m0、ω₀，电机切换到力矩控制状态，进入电惯量模拟；

t₁：检测T_m1、ω₁

t₁～t₂：

Ef1=12·If·(ω02-ω12)]]>t₁时刻飞轮动能的总下降值；

ER1=TR0+TR13·ω0+ω12·Δt]]>t₁时刻系统固有阻力消耗的总能量；

Em1=1-Kk·Ef1+ER1]]>t₁时刻电机应补偿的总能量；

Em1′=Tm0+Tm12·ω0+ω12·Δt]]>t₁时刻电机已补偿的总能量；

ΔE_m1＝E_m1-E′_m1    t₁时刻电机应补偿的能量；

Tm1=ΔEm1ω1·Δt]]>电机扭矩值，给定；

t₂：检测T_m2、ω₂

t₂～t₃：

Ef2=12·If·(ω02-ω22)]]>t₂时刻飞轮动能的总下降值；

ER2=ER1+TR1+TR22·ω1+ω22·Δt]]>t₂时刻系统固有阻力消耗的总能量；

Em2=1-Kk·Ef2+ER2]]>t₂时刻电机应补偿的总能量；

Em2′=Em1′+Tm1+Tm22·ω1+ω22·Δt]]>t₂时刻电机已补偿的总能量；

ΔE_m2＝E_m2-E′_m2    t₂时刻电机应补偿的能量；

Tm2=ΔEm2ω2·Δt]]>电机扭矩值，给定；

t₃：检测T_m3、ω₃

t_i：检测T_mi、ω_i

t_i～t_i+1：

Efi=12·If·(ω02-ωi2)]]>t_i时刻飞轮动能的总下降值；

ERi=ERi-1+TRi-1+TRi2·ωi-1+ωi2·Δt]]>t_i时刻系统固有阻力消耗的总能量；

Emi=1-Kk·Efi+ERi]]>t_i时刻电机应补偿的总能量；

Emi′=Emi-1′+Tmi-1+Tmi2·ωi-1+ωi2·Δt]]>t_i时刻电机已补偿的总能量；

ΔE_mi＝E_mi-E′_mi    t_i时刻电机应补偿的能量；

Tmi=ΔEmiωi·Δt]]>电机扭矩值，给定；

t_i+1：检测T_mi+1、ω_i+1

t_n-1：检测T_mn-1、ω_n-1

t_n-1～t_n：

t_n：检测T_mn、ω_n

ω_n≤[ω]    制动结束。