专利名称：制动器电惯量模拟控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车测试控制装置，尤其是一种用于制动器电惯量模拟控制，进行转速控制或扭矩控制切换，进行电惯量模拟各所需信号的采集、运算、通讯及控制的制动器电惯量模拟控制器。
背景技术：
汽车制动器惯性试验台是进行汽车制动器性能试验的重要设备，是保证汽车安全行驶的重要检测手段。汽车制动器惯性试验台按惯量模拟方式可分为机械惯量模拟式和电惯量模拟式两类。传统制动器惯性试验台为机械惯量模式，它以一系列机械飞轮的组合来模拟被试制动器所需惯量，这种方式存在设备体积庞大、有惯量级差、装拆飞轮劳动量大、系统阻力不易补偿、自动化程度低等缺点。现代制动器惯性试验台一般采用电惯量模式，它以一块或极少数飞轮盘作为基础惯量，基础惯量与目标惯量的差值通过对电机进行实时控制实现惯量模拟，整个试验台机械结构大为简化，一般不需进行飞轮拆装，自动化程度高，制动曲线更加准确。电惯量模拟控制器是实现制动器试验台电惯量模拟最为关键的部件，国内许多高校在这方面有很多研究，也产生了很多控制器结构及算法，但这些控制器或多或少存在不足，最终导致电惯量模拟效果不佳，只能保证某一段制动过程或者在某种特殊工况下模拟效果较好，不能完全满足工程实践需要。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种制动器电惯量模拟控制器，它结构简单，电惯量模拟效果好，可靠性高，抗干扰能力强，能满足工程实践需要。本实用新型采用了如下技术方案一种制动器电惯量模拟控制器，其特征是I)、包括有MCU主控单元、电源模块、以太网通讯模块、模拟量输出模块、数据存储单元、模拟量采集模块、数字量输入输出模块、光耦隔离信号处理模块、脉冲量计算处理模块；2)、电源模块与MCU主控单元的电源端子连接，MCU主控单元的输入输出端口与数据存储单元的输入输出端口、以太网通讯模块的输入输出端口、模拟量输出模块的输入端、模拟量采集模块的输出端口之间通过并行数据总线连接，以太网通讯模块的输入输出端口还与主控计算机、主调速器、恒管压控制器、恒扭矩控制器之间的总线连接，模拟量输出模块的输出端与主调速器的扭矩控制输入端连接，模拟量采集模块的输入端与制动扭矩传感器和电机电流传感器的输出端连接，数字量输入输出模块的输入端与外设制动器试验台中的相关数字量信号连接，数字量输入输出模块的输出端与光耦隔离信号处理模块的输入端连接，光耦隔离信号处理模块的输出端与MCU主控单元的输入端口连接，脉冲量计算处理模块的输入端与主轴编码器的输出端连接，脉冲量计算处理模块的输出端与MCU主控单元的输入端口连接。按本实用新型提供的制动器电惯量模拟控制器，在执行控制时，电源模块向MCU主控单元提供工作电源，MCU主控单元与数据存储单元一起完成控制器控制算法程序存储和运算，数据存储单元固化了电惯量模拟控制算法，可实现对主控电机扭矩控制或速度控制方式切换，以太网通讯模块的输入输出端口与MCU主控单元的输入输出端口之间通过并行数据总线连接，以实现本控制器与外界之间的总线通讯，脉冲量计算处理模块的输入端与外设制动器试验台中的主轴编码器连接，可以计算出主轴转速、减速度，每个控制器实现一种控制功能，能够数据共享但又功能独立，互不影响，适用于分布式控制，本控制器实时地跟踪制动扭矩传感器和电机电流传感器信号，根据检测到的信号，通过固化的控制算法，实时地计算出控制量使试验台的各个部分按照目标值精确地动作，对各种物理量设置了预警值，实时监测，能够实现各种功能的智能化控制，采用工业以太网通讯，主控电脑、控制单元、变频器的连接以以太网作为数据链路和物理层协议，TCP/IP作为高层通讯协议实现了全系统统一、高效、实时的控制策略，能够进行远程控制，保证了控制命令和数据的可靠传输及试验台的安全可靠运行，与传统的串口控制网络相比，以太网的传输速度更快，传输距 离更长，数据传输的可靠性更高，抗干扰能力更强，同时，所有模块的网络化，有利于信息资源和软硬件资源的共享，简化了网络结构，降低了安装、维护的难度和成本。本实用新型结构简单，电惯量模拟效果好，可靠性高，抗干扰能力强，电惯量模拟精度达到0. 5%，能满足工程实践需要。
本实用新型上述结构可通过附图所提供的非限定性实施例进一步说明。附图为本实用新型的逻辑框图。图中1_MCU主控单元 2-电源模块 3-以太网通讯模块 4-模拟量输出模块5-数据存储单元6-模拟量采集模块7-数字量输入输出模块8-光耦隔离信号处理模块9-脉冲量计算处理模块11-主控计算机12-主调速器13-恒管压控制器14-恒扭矩控制器21-制动扭矩传感器22-电机电流传感器31-主调速器的扭矩控制41-主轴编码器。
具体实施方式
下面参照附图说明本实用新型的实施方案。在图I所示的实施方案中，一种制动器电惯量模拟控制器，包括有MCU主控单元I、电源模块2、以太网通讯模块3、模拟量输出模块4、数据存储单元5、模拟量采集模块6、数字量输入输出模块7、光耦隔离信号处理模块8、脉冲量计算处理模块9 ;电源模块2与MCU主控单元I的电源端子连接，MCU主控单元I的输入输出端口与数据存储单元5的输入输出端口、以太网通讯模块3的输入输出端口、模拟量输出模块4的输入端、模拟量采集模块6的输出端口之间通过并行数据总线连接，以太网通讯模块3的输入输出端口还与主控计算机11、主调速器12、恒管压控制器13、恒扭矩控制器14之间的总线连接，模拟量输出模块4的输出端与主调速器的扭矩控制31输入端连接，模拟量采集模块6的输入端与制动扭矩传感器21和电机电流传感器22的输出端连接，数字量输入输出模块7的输入端与外设制动器试验台中的相关数字量信号连接，数字量输入输出模块7的输出端与光I禹隔离信号处理模块8的输入端连接,光I禹隔离信号处理模块8的输出端与MCU主控单元I的输入端口连接，脉冲量计算处理模块9的输入端与主轴编码器41的输出端连接，脉冲量计算处理模块9的输出端与MCU主控单元I的输入端口连接。通过数据存储单元5固化电惯量模拟控制算法，并进行主控电机扭矩控制或速度控制方式切换。以太网控制器3实现本控制器与主控计算机11、主调速器12、恒管压控制器13、恒扭矩控制器14之间的总线连接。模拟量采集模块6接收来自制动扭矩传感器21、电机电流传感器22的信号，经过AD转换通过并行数据总线送到MCU。模拟量输出模块4与主调速器的扭矩控制端子31连接，与MCU之间通过并行数据总线连接。脉冲量计算处理模块通过接收 主轴编码器信号41，计算出主轴转速、减速度，然后通过并行数据总线传输到MCU。上述实施例也仅是用于说明本实用新型，不是对本实用新型的限制，在本实用新型的构思前提下对本实用新型的改进，都属于本实用新型权利要求保护的范围。
权利要求1. 一种制动器电惯量模拟控制器，其特征是 1)、包括有MCU主控单元(I)、电源模块(2)、以太网通讯模块(3)、模拟量输出模块(4)、数据存储单元(5)、模拟量采集模块(6)、数字量输入输出模块(7)、光耦隔离信号处理模块(8)、脉冲量计算处理模块(9)； 2)、电源模块(2)与MCU主控单元(I)的电源端子连接，MCU主控单元(I)的输入输出端口与数据存储单元(5)的输入输出端口、以太网通讯模块(3)的输入输出端口、模拟量输出模块(4)的输入端、模拟量采集模块(6)的输出端口之间通过并行数据总线连接，以太网通讯模块(3)的输入输出端口还与主控计算机(11)、主调速器(12)、恒管压控制器(13)、恒扭矩控制器(14)之间的总线连接，模拟量输出模块(4)的输出端与主调速器的扭矩控制(31)输入端连接，模拟量采集模块(6 )的输入端与制动扭矩传感器(21)和电机电流传感器(22 )的输出端连接，数字量输入输出模块(7)的输入端与外设制动器试验台中的相关数字量信号连接，数字量输入输出模块(7)的输出端与光耦隔离信号处理模块(8)的输入端连接，光耦隔离信号处理模块(8)的输出端与MCU主控单元(I)的输入端口连接，脉冲量计算处理模块(9)的输入端与主轴编码器(41)的输出端连接，脉冲量计算处理模块(9)的输出端与MCU主控单元(I)的输入端口连接。
专利摘要本实用新型涉及一种制动器电惯量模拟控制器，有MCU主控单元、电源模块、以太网通讯模块、模拟量输出模块、数据存储单元、模拟量采集模块、数字量输入输出模块、光耦隔离信号处理模块、脉冲量计算处理模块；MCU的输入输出端口与数据存储单元、以太网通讯模块、模拟量输出模块及模拟量采集模块的输入输出端口通过并行数据总线连接，模拟量输出模块的输出端与主调速器的扭矩控制输入端子连接，模拟量采集模块的输入端与制动扭矩传感器输出端连接，数字量输入输出模块的输入端与相关数字量连接，其输出端与光耦隔离信号处理模块的输入端连接，而它的输出端与MCU的输入端口连接，脉冲量计算处理模块的输入端与主轴光栅编码器连接，脉冲量计算处理模块的输出端与MCU的输入端口连接。
文档编号G01L5/28GK202501947SQ20122014426
公开日2012年10月24日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者吴亚东, 李晓波, 王曦, 章仕华, 谌发坤 申请人:中国汽车工程研究院股份有限公司