自卸車牽引制動性能測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自卸車測試系統(tǒng)，尤其是針對自卸車牽引和制動性能的測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，自卸車主要應(yīng)用于露天礦山、水電工地、港口等作業(yè)現(xiàn)場的中短途物料運(yùn) 輸，并能夠使用在如泥潭、波浪路面，上下坡道等惡劣的作業(yè)環(huán)境中，適用于狹小的裝載和 卸載空間以及有急轉(zhuǎn)彎的路面環(huán)境下作業(yè)。由于自卸車的載重量較大，因此自卸車的電動 輪需要可靠的牽引和制動性能才能保障自卸車的安全駕駛。所以需要對自卸車的牽引和制 動性能進(jìn)行測試以保障安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種自卸車牽引制動性能測試系統(tǒng)，可實時數(shù) 據(jù)監(jiān)控自卸車牽引制動性能，保障駕駛的安全和方便維修。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種自卸車牽引制動性能測試系統(tǒng)， 包括用于采集自卸車車輪電機(jī)電流和轉(zhuǎn)速的采集裝置，和用于就算電機(jī)牽引和制動力、速 度的計算模塊；
[0005] 采用電流模型進(jìn)行計算，需要對電機(jī)在dq坐標(biāo)系下進(jìn)行建模，通過電流得到轉(zhuǎn)子 磁鏈在d、q軸上的分量，再結(jié)合電機(jī)參數(shù)算出電機(jī)轉(zhuǎn)矩，具體測量信號為電機(jī)的電流信號 ia、ib、i。具體過程如下：
[0006] 電機(jī)三相電流在d、q軸上的分量：
[0014] 因此，自卸車的牽引和制動力分別用下公式表示：
[0017] 其中，Ls為定子自感，Lr為轉(zhuǎn)子自感，L"為定子與轉(zhuǎn)子間互感；為牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩， D為計算滾動圓直徑m，N為牽引電機(jī)數(shù)量，為行星齒輪傳動比，n。為行星齒輪傳動效 率，i為電機(jī)個數(shù)；
[0018] 通過采集原有速度傳感器信號得到電機(jī)轉(zhuǎn)速n推算出自卸車的速度為：
[0022] 作為改進(jìn)，所述采集裝置包括電流傳感器、電流信號調(diào)制模塊、速度傳感器、速度 信號調(diào)制模塊和控制器；電流傳感器通過電流信號調(diào)制模塊與控制連接，速度傳感器通過 速度信號調(diào)制模塊與控制連。
[0023] 作為改進(jìn)，電機(jī)的電流和速度信號送入控制器行數(shù)據(jù)處理和記錄，繪制出自卸車 的牽引和制動曲線。
[0024] 作為改進(jìn)，所述電流傳感器為閉環(huán)霍爾電流傳感器。
[0025] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是：
[0026] 能夠通過自卸車牽引制動性能測試系統(tǒng)，實時數(shù)據(jù)監(jiān)控自卸車牽引制動性能，保 障駕駛的安全和方便維修。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明系統(tǒng)硬件框架圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0029] -種自卸車牽引制動性能測試系統(tǒng)，包括用于采集自卸車車輪電機(jī)電流和轉(zhuǎn)速的 采集裝置，和用于就算電機(jī)牽引和制動力、速度的計算模塊。
[0030] 如圖1所示，所述采集裝置包括采集單元和控制器，自卸車的每個電動輪的電機(jī) 均配置一個采集單元，從而可以實時對自卸車的每個輪子進(jìn)行監(jiān)測。采集單元包括電流傳 感器、電流信號調(diào)制模塊、速度傳感器、速度信號調(diào)制模塊和控制器。電流傳感器通過電流 信號調(diào)制模塊與控制器連接，速度傳感器通過速度信號調(diào)制模塊與控制器連，從而完成對 電機(jī)的三相電流和轉(zhuǎn)速的信號采集。
[0031] 控制器為dSAPCE，這是迄今為止所有單板系統(tǒng)中功能最強(qiáng)大、I/O最豐富的開 發(fā)系統(tǒng)。為了不給開發(fā)帶來任何限制，dSAPCE使用了PowerPC處理器來進(jìn)行浮點運(yùn)算 (400MHz)。對于新型控制器的開發(fā)而言，dSPACE的單板方案是功能強(qiáng)大而又可以信賴的工 具。單板方案提供了控制器方案設(shè)計及代碼生成和下載所需的一切，使調(diào)試更加方便易行。
[0032] MicroLabBox是dSPACE設(shè)計開發(fā)的適應(yīng)于實驗室環(huán)境使用的高性能緊湊型低成 本系統(tǒng)，可以幫助用戶方便快速地建立起自己的控制、測試以及測量環(huán)境以驗證控制策略 的實用性。MicroLabBox搭載高性能的處理器核心，可提供約100個不同類型的IO接口， 且處理器對IO資源具備低延遲的高速控制交互性能，實時性強(qiáng)，適用于各類機(jī)電控制系統(tǒng) 的研發(fā)應(yīng)用，包括：運(yùn)動控制、機(jī)器人控制、醫(yī)療工程以及新型能源應(yīng)用。MicroLabBox板 卡的輸入接口只能承受-10~IOV的電壓，所以需要一個電流信號調(diào)制電路，主要為一個 分壓電阻。速度傳感器傳過來的信號為一個脈沖信號，需要一個調(diào)制電路把信號轉(zhuǎn)換為 MicroLabBox能夠接收的信號，這個調(diào)制電路需要根據(jù)具體的速度傳感器來設(shè)計速度信號 調(diào)制電路。
[0033] 電流采樣采用宇波的閉環(huán)霍爾電流傳感器，為了滿足60-300噸的測試要求，選擇 CHB-1000S模塊，參數(shù)如下：
[0034] 測量頻率：0~IOOKHz
[0035]測量范圍：I-I5OOA
[0036] 輸出電流：200mA
[0037]精度：0.2%~1 %
[0038] 響應(yīng)時間：〈lyS
[0039]線性度：0.1%
[0040] 無測量插入損耗
[0041] 測量AC,DC及脈沖電流
[0042] 原邊電流與副邊輸出信號高度隔離。
[0043] 整個系統(tǒng)需要24V直流供電電源一個，采用蓄電池形式供電，選用USASUNTEK公 司的UD60-12型號電池。
[0044] 采用電流模型進(jìn)行計算，需要對電機(jī)在dq坐標(biāo)系下進(jìn)行建模，通過電流得到轉(zhuǎn)子 磁鏈在d、q軸上的分量，再結(jié)合電機(jī)參數(shù)算出電機(jī)轉(zhuǎn)矩，具體測量信號為電機(jī)的電流信號 ia、ib、i。具體過程如下：
[0045] 電機(jī)三相電流在d、q軸上的分量：

[0056] 其中，Ls為定子自感，Lr為轉(zhuǎn)子自感，L"為定子與轉(zhuǎn)子間互感；Te為牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩， D為計算滾動圓直徑m，N為牽引電機(jī)數(shù)量，為行星齒輪傳動比，n。為行星齒輪傳動效 率，i為電機(jī)個數(shù)；
[0057] 通過采集原有速度傳感器信號得到電機(jī)轉(zhuǎn)速n推算出自卸車的速度為：
[0061] 最后，電機(jī)的電流和速度信號送入控制器行數(shù)據(jù)處理和記錄，繪制出自卸車的牽 引和制動曲線。
【主權(quán)項】
1. 一種自卸車牽引制動性能測試系統(tǒng)，其特征在于：包括用于采集自卸車車輪電機(jī)電 流和轉(zhuǎn)速的采集裝置，和用于計算電機(jī)牽引和制動力、速度的計算模塊； 采用電流模型進(jìn)行計算，需要對電機(jī)在dq坐標(biāo)系下進(jìn)行建模，通過電流得到轉(zhuǎn)子磁鏈 在d、q軸上的分量，再結(jié)合電機(jī)參數(shù)算出電機(jī)轉(zhuǎn)矩，具體測量信號為電機(jī)的電流信號ia、ib、 i。具體過程如下： 電機(jī)三相電流在d、q軸上的分量：因此可以得到電機(jī)的牽引和制動力：因此，自卸車的牽引和制動力分別用下公式表示：其中，Ls為定子自感，Lr為轉(zhuǎn)子自感，L "為定子與轉(zhuǎn)子間互感；T e為牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩，D為 計算滾動圓直徑m，N為牽引電機(jī)數(shù)量，μ。為行星齒輪傳動比，II。為行星齒輪傳動效率，i 為電機(jī)個數(shù)； 通過采集原有速度傳感器信號得到電機(jī)轉(zhuǎn)速η推算出自卸車的速度為：因此自卸車的速度為2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自卸車牽引制動性能測試系統(tǒng)，其特征在于： 所述采集裝置包括電流傳感器、電流信號調(diào)制模塊、速度傳感器、速度信號調(diào)制模塊和 控制器；電流傳感器通過電流信號調(diào)制模塊與控制連接，速度傳感器通過速度信號調(diào)制模 塊與控制連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自卸車牽引制動性能測試系統(tǒng)，其特征在于： 電機(jī)的電流和速度信號送入控制器行數(shù)據(jù)處理和記錄，繪制出自卸車的牽引和制動曲 線。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自卸車牽引制動性能測試系統(tǒng)，其特征在于： 所述電流傳感器為閉環(huán)霍爾電流傳感器。
【專利摘要】一種自卸車牽引制動性能測試系統(tǒng)，其特征在于：包括用于采集自卸車車輪電機(jī)電流和轉(zhuǎn)速的采集裝置，和用于計算電機(jī)牽引和制動力、速度的計算模塊；采用電流模型進(jìn)行計算，需要對電機(jī)在dq坐標(biāo)系下進(jìn)行建模，通過電流得到轉(zhuǎn)子磁鏈在d、q軸上的分量，再結(jié)合電機(jī)參數(shù)算出電機(jī)轉(zhuǎn)矩；通過采集原有速度傳感器信號得到電機(jī)轉(zhuǎn)速n推算出自卸車的速度。能夠通過簡單且成本低的自卸車牽引制動性能測試系統(tǒng)，實時數(shù)據(jù)監(jiān)控自卸車牽引制動性能，保障駕駛的安全和方便維修。
【IPC分類】G01M17/007
【公開號】CN105067282
【申請?zhí)枴緾N201510520705
【發(fā)明人】胡東, 李偉
【申請人】廣州電力機(jī)車有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月21日