电磁与摩擦制动集成系统切换控制策略

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车辆制动系统中的制动力优化与控制策略

车辆制动系统中的制动力优化与控制策略随着交通工具的普及和发展，车辆制动系统的性能和安全性要求也不断提高。

制动力优化和控制策略在车辆安全、驾驶舒适性和能源利用效率等方面发挥着重要作用。

本文将探讨车辆制动系统中的制动力优化与控制策略，并分析其对车辆性能的影响与优化方法。

1. 制动力的概念和作用制动力是指制动系统产生的阻力，用于减速和停止车辆运动。

制动力的大小取决于制动系统的设计和状态，对车辆的停车距离、稳定性和安全性有着直接的影响。

2. 制动力优化的目标和方法制动力优化的目标是实现最短的制动距离和最佳的制动稳定性，确保车辆在制动过程中的安全性和舒适性。

制动力优化的方法包括以下几个方面：2.1 制动系统设计优化制动系统的设计包括制动器、制动液、制动管路以及控制单元等元件的选择和配置。

通过采用制动器的优化设计和材料的改进，可以提高制动力的响应速度和稳定性。

2.2 制动液及管路的性能优化制动液的性能直接影响制动力的输出效果。

高质量的制动液具有较高的沸点、较低的伸缩性和稳定的化学性质，能够保持制动力的稳定性。

同时，优化制动管路的长度和直径，减少制动力的损失和滞后。

2.3 制动控制单元的优化制动控制单元是车辆制动系统的核心部件，通过优化其算法和响应速度，可以提高制动力的控制精度和稳定性。

当前，许多汽车制造商还采用了电子稳定控制系统（ESP）和自适应制动系统（ABS）等辅助装置，进一步提升制动力的优化效果。

3. 制动力控制策略的影响因素制动力控制策略的选择和设计与多个因素密切相关，包括车辆动力性能、制动器磨损、路面情况以及驾驶者的需求等。

3.1 车辆动力性能车辆的功率、质量和轮胎的抓地力等动力性能参数会影响制动力的要求和选择。

高功率车辆需要更强大的制动力来实现快速的减速和停车，而质量大的车辆则需要更大的制动力来克服惯性。

3.2 制动器磨损制动器磨损会导致制动力的减小和不稳定性的增加。

因此，制动力控制策略需要考虑制动器磨损的情况，并及时调整制动力的输出，以保持制动系统的正常工作。

集成电磁与摩擦的车辆盘式制动器优化设计

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＴｅａｃｈｅｒｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉａｎｇｓｕＣｈａｎｇｚｈｏｕ２ｌ３００１
机械设计与制造
１３２
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ
＆
Ｍａｎｕｆａｃ与摩擦的车辆盘式制动器优化设计
王奎洋，唐金花，李国庆，袁传义
（江苏技术师范学院机械与汽车工程学院，江苏常州２１３００１）
ＯｐｔｉｍａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＶｅｈｉｃｌｅＤｉｓｃＢｒａｋｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍａｎｄＦｒｉｃｔｉｏｎ
ＷＡＮＧＫｕｉ－ｙａｎｇ，ＴＡＮＧＪｉｎ－ｈｕａ，ＬＩＧｕｏ — ｑｉｎｇ，ＹＵＡＮＣｈｕａｎ — ｙｉ
摘
要：介绍了集成电磁与摩擦的车辆盘式制动器的结构和工作原理，基于多目标优化理论，通过对集成电磁与摩擦盘
式制动器的深入研究，分析了该集成化制动器设计过程中必须满足的性能指标和几何约束条件，建立了以制动力矩最大
和制动温升最小为目标函数的多目标化的优化数学模型，采用统一目标函数法中的乘除法将多目标转化为单一目标进

高铁列车制动系统的特性分析与控制策略设计

高铁列车制动系统的特性分析与控制策略设计一、引言高速列车制动系统是火车安全运营的重要保障，高速列车在行驶过程中需要快速、稳定地减速至停车以便完成乘客上下车、清洁保养等工作。

本文旨在通过对高铁列车制动系统的特性分析和控制策略的设计，探讨制动系统的启动、持续、结束等不同阶段的控制要点，工程技术人员可根据实际情况进行系统性调整。

二、高铁列车制动系统的特性1. 制动方式根据列车运行速度和行车距离的不同，高铁列车的制动方式可分为机械制动和电子制动。

机械制动是通过闸瓦和制动鞋等机械部件摩擦，将滑行的车轮制动。

电子制动则是通过驱动电机反向供电，使电机逆转来制动，该方法速度极快且精准，可以掌握制动时间和范围。

2. 制动系统的特性高铁列车制动系统具有以下几个主要特点：(1)制动力矩大，可快速降低速度。

(2)制动韧性好，能承受较大的机械压力。

(3)制动系统启停快，不会给旅客带来不适的晃动。

(4)制动分布均匀，全车的制动力分布均匀，避免轮毂过热或损坏。

3. 制动控制的要点关于制动控制，主要包括以下几个方面：(1) 制动力矩调节控制制动力矩，使制动过程更加平稳，并能够逐渐减速到停车状态，不会给乘客带来不适。

调节制动力矩还能够减少制动部件的磨损，延长使用寿命。

(2) 制动距离控制制动距离指列车从刹紧制动起，到完全停住所用的距离。

制动距离是制动控制的重点之一，制动距离长短会影响列车的安全性和乘客的舒适度。

系统应依据实际情况进行调整。

(3) 制动冷却制动过程中，摩擦会产生大量的热量，而高速行驶的列车制动时间长，将会产生大量的热量，热面积较小的制动部件很容易出现过热、起火等安全问题。

所以需要根据实际情况对制动冷却系统进行调整。

(4) 制动预警高铁列车制动系统需要根据实际情况实时监测和预警，使用各种传感器进行实时监测，开发出有效的预警系统，提高列车的安全性。

三、控制策略设计1. 架构设计高铁列车制动系统的架构设计需要考虑整个系统的实际情况，根据不同的车型和制动需求，系统的设计应具有灵活性，便于维护和升级。

电磁制动与摩擦制动集成系统测试台架设计及试验研究

电磁制动与摩擦制动集成系统测试台架设计及试验研究电磁制动与摩擦制动集成系统测试台架设计及试验研究为了实现高效的能量转换和安全性能的保障，车辆制动技术一直是汽车工程中的重要研究领域之一。

传统的车辆制动技术主要采用摩擦制动器实现，随着电力电子技术的快速发展，电磁制动器逐渐被应用于汽车制动领域，这种新型的制动器与传统的摩擦制动器结合使用，成为了车辆制动技术的一种新的发展方向。

本文基于这一思路，设计并搭建了一种电磁制动与摩擦制动集成系统测试台架，并进行了试验研究。

1. 电磁制动与摩擦制动集成系统的原理电磁制动器是通过电磁效应来制动转子的，其工作原理是通过电流通入线圈，线圈中产生的磁通量可使电磁制动器固定栅极产生吸引力，进而通过磁性力矩产生制动力矩。

而传统的摩擦制动器则是在静止或运动的物体之间产生的动力摩擦，以减少或停止它们的相对运动。

所以，电磁制动和摩擦制动的机理有所不同。

在实际汽车制动领域的应用中，电磁制动与摩擦制动组成的制动系统是根据其优点进行组合的。

二者相结合，可以更好地满足车辆制动能量的快速转换和高速稳定性的需求。

2.测试台架的设计与制作2.1 测试台架的构成测试台架主要由几大子系统组成：1. 电源系统2. 测控系统3. 电磁制动系统4. 摩擦制动系统其中，电源系统提供测试的电源输出；测控系统用于记录并控制测试过程中的物理参数；电磁制动系统和摩擦制动系统分别单独实现，可以独立、同时和混合使用。

整个测试台架外形尺寸较小，可放置于实验室桌面上，并通过连接展开数据传输和实时监控。

2.2 装置制作首先，依据对测试精度的要求，通过计算物理公式获得所需的测试法力范围，电压范围，并确定制动器的安装位置。

后，进行测试台架的制作，测试台架主要采用工业料架和拼合式结构，具有承重可靠、连接简便、制造及安装方便等特点，方便后期的拓展和改进。

3.测试与结果分析在测试过程中，我们主要将测试样本种类进行分组，均衡选取其典型样本，并将每个测试结构放置于测试台架上，设定测试温度和测试时间，开始进行测试。

轿车电磁制动与摩擦制动集成系统的性能试验

ｂａｅｔｒｕｎｒｃｉｎｌｂａｅｔｒｕｒｋｏｑｅａｄｆｔｏａｒｋｏｑｅ，ａｄｈｎｕｅｃｆｄｆｒｎａａｅｅｓｏｈｌｎｒｋｉｎｔｅｉｆｎｅｏｉｆｅｔｐｒｍｔｒｎｔｅｂｅｄｂａｅｌｅ
ＪＵＲＮＡＬＯＦＪＡＮＧＳＵＵＮＩＥＲＳＴＹ（ｔｒｌｃｅｃｄｔｎＯＩＶ！ＮａｕａｉｎｅＥｉｏ）Ｓｉ
■— Ｌ
ｄｉ０３６／．ｓ．６１７７．０２０．０ｏ：１．９９ｊｉｎ１７ — ７５２１．５０３ｓ
轿车电磁制动与摩擦制动集成系统的性能试验
刘存香，何仁胡春花，
（．苏大学汽车与交通＿程学院，苏镇江２２１；．西交通职业技术学院汽车工程系，西南宁５０２）１江＿Ｉ＝＝江１０３２广广３０３
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｔｔｅｔｓｅｃｆｉｔｇａｅｙｔｍｔｌｃｒｍａｎ —ｉｎｒｃｉｎｌｂａｓ，ｔｌｎｈｅｔｂｎｈｏｎｅｒｔｄｓｓｅｗｉｈｅｅｔｏｇｅｔｃａｄｆｉｔｏａｒｋｅｈｅｂｅｄｂａｏｑｅｃｍｐｒｓｎｗａｏｄｃｅｔａｉｕｉａｒｋｅｔｒｕｏａｉｏｓｃｎｕｔｄｗｉｈｖｒｏｓａｒｇｐ，ｍａｉｘｍｕｍｕｐｌｉｇｃｒｅｔｌｃｒｍａｎｔｓｐｙｎｕｒｎ，ｅｅｔｏｇｅ — ｉｒｋｏｌｔｒｓａｒｋｅｄｓｔｒａ．Ｔｈｅｒｌｔｏｓｉｍｏｌｎｒｋｏｑｅ，ｅｅｔｏｇｅｉｃｂａｅｃｉｕｎｎｄｂａｉｃｍａｅ１ｉｅａｉｎｈｐａｎｇｂｅｄｂａｅｔｒｕｌｃｒｍａｎｔｃ

纯电动汽车再生制动与摩擦制动复合制动控制策略

分配。但考虑到汽车操控的稳定性，我们有必要对前后轮的制动力进行理想分配，从而达到保证车辆纵向加速度的同时提高侧向稳定性以及在纵向加速度不断改变的状态下，车辆的转弯半径实现最小化，以使操控性能有所提高[2]。
4 再生制动与摩擦制动控制策略 4.1 最佳能量回收控制策略
这种策略是在车辆制动后前后轴不抱死的条件下，发挥汽车电机的发电能力，让电机最大限度地回收能量，接下来再进行机械制动的分配。这种分配策略对汽车控制系统的要求较高，需要在制动过程中精确控制再生制动力和机械制动力。这种策略技术难度相对较高，加之制动的稳定相较差，一般情况下不考虑此种控制策ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 4.2 前、后轴车轮制动力理想分配策略
纯电动汽车再生制动与摩擦制动复合制动控制策略
李缘忠
（广西交通运输学校 530007)
摘要：再生制动也称为反馈制动，在当今讲究环保节能的大环境下，纯电动汽车作为各大汽车企业研究的重点项目之一，将再生制动系统充分的应用到纯电动汽车技术之上，是具有重要研究意义的。关键词：纯电动汽车；再生制动；摩擦制动中图分类号： U461.6 献标示码： A
这种控制策略的具体过程在上文有过解释，其再生制动力和摩擦制动力按照扩展“I”曲线来分配，根据制动踏板的位置，分配给前后轮合适的再生制动力和机械制动力。这种分配策略是现阶段较为理想的一种策略，能够实现能量回收的最大化，并且可以运用地面的附着条件，确保安全、稳定进行车辆制动，让制动距离达到最短。但现阶段由于其控制手段较为复杂，还需要我们进一步地研究，但这种策略无疑是现阶段再生制动控制策略的主要研究方向。
对于电动汽车前后轴制动分配的理论研究，是基于提高车辆操控稳定性的方向，以摩擦原理为指导，实现前后轴车轮一起运动为附着极限，从而得到前后轴制动力理想的分配关系。与传统车辆相比，电动汽车是有四轮驱动的，其制动力在理论上是可以自由

电机制动及摩擦制动集成系统及其控制方法[发明专利]

专利名称：电机制动及摩擦制动集成系统及其控制方法专利类型：发明专利
发明人：刘存香,刘学军,林土淦,林明松
申请号：CN201510393461.4
申请日：20150707
公开号：CN105041923A
公开日：
20151111
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种电机制动及摩擦制动集成系统及其控制方法，该系统主要包括摩擦制动装置和电机制动装置，摩擦制动装置的制动盘和电机制动装置的发电机安装在支撑轴上，制动盘与发电机的永久磁铁紧固连接。

当汽车制动时，摩擦制动装置独立工作，而电机制动装置根据车轮的滑移率进一步实现汽车的制动；当电机制动装置起作用时，利用汽车行驶时的动能带动制动盘及与之紧固连接的永久磁铁旋转，从而在永久磁铁外围的线圈上产生交变磁场而发电，并将其电能储存在蓄电池当中。

本发明有效集成两种制动装置，并结合车轮的滑移率，能可靠地确保汽车制动效果，并达到储能的目的。

申请人：刘存香,刘学军
地址：530023 广西壮族自治区南宁市园湖北路12号广西交通职业技术学院汽车工程系
国籍：CN
代理机构：广西南宁公平专利事务所有限责任公司
代理人：杨立华
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高速列车车辆制动系统的刹车模式选择与控制策略研究

高速列车车辆制动系统的刹车模式选择与控制策略研究随着高速列车的快速发展，保证列车的安全性和运行效果成为关注的焦点之一。

而车辆制动系统作为列车安全的重要组成部分，刹车模式的选择和控制策略的研究也越来越受到重视。

本文将对高速列车车辆制动系统的刹车模式选择和控制策略进行研究和探讨。

首先，我们需要了解高速列车的刹车模式有哪些选择。

根据列车的速度、制动需求和列车的结构特性，高速列车通常采用以下几种刹车模式：电气制动、辅助制动和空气制动。

电气制动通过电动机的反向转换将机械能转化为电能而实现制动，可以实现快速的刹车和能量回收。

辅助制动通过使用辅助设备如电阻和发电机将机械能转化为热能释放出去，实现刹车效果。

空气制动则是通过利用空气压缩机产生压缩空气，通过制动阀控制刹车力度。

根据刹车模式的选择，可以合理地实现高速列车的制动需求。

在高速列车的刹车模式选择之后，控制策略的研究也显得尤为重要。

一种常见的控制策略是施加刹车力度控制。

该策略通过调整刹车力度的大小来实现列车的平稳刹车，避免制动过程中产生的冲击和震动。

对于电气制动和辅助制动，可以通过调整电阻和发电机的工作状态来实现刹车力度的精确控制。

对于空气制动，调整制动阀的开度可以改变刹车力度，从而控制列车的制动效果。

另一种常见的控制策略是速度控制。

该策略通过控制列车的速度来实现刹车效果，保证列车的安全停车。

在该控制策略下，刹车系统需要根据列车的速度信息进行实时调整，调整刹车力度和刹车模式以实现期望的速度控制。

对于电气制动和辅助制动，可以通过监测列车的速度变化并根据速度误差进行控制。

对于空气制动，可以根据所设定的速度变化曲线来调整刹车力度，保证列车的安全停车。

此外，制动力的分配也是刹车控制策略中的一个重要方面。

在列车进行刹车过程中，由于列车的长度和重量的不同，制动力的分配需要进行合理的调整。

常见的制动力分配策略包括前导车制动、轴制动和车轮制动。

前导车制动通过控制前导车的制动力度来实现整车的刹车效果，适用于紧急情况下的制动。

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电磁与摩擦制动集成系统切换控制策略
何仁，汤宝，赵强
（江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江２１２０１３）
摘要：为了研究电磁与摩擦集成制动系统制动模式
ｏｒｄｉｎａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｂｒａｋｉｎｇｔｏｒｑｕｅ．ＴｗｏｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃｈｏｓｅｎｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＭａｔｌａｂ／ＳｉｍｕｌｉｎｋａｎｄＭａｔｌａｂ／Ｓｔａｔｅｌｏｆｗ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｏｎｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｍｅｅｔｉｎｇｂｒａｋｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｒｉｃｔｉｏｎｂｒａｋｅ，ａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅｂｒａｋｉｎｇｃｏｍｆｏｒｔｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｏｄｅｓｓｗｉｔｃｈｉｎｇ．Ｔｈｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｙｇｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｂｒａｋｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｔｕａｔｏｒ；ｔｏｒｑｕｅｃｏｎｔｒｏｌ；ｃｏｍｆｏｒｔ；ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｍａｔｌａｂ
文章编号：１６７１— ７７７５（２０１５）０２— ０１２５— ０５
仁，汤
宝，赵
强．电磁与摩擦制动集成系统切换控制策略［Ｊ］．江苏大学学报：自然科学版，２０１５，３６（２）：１２５—
Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｂｒａｋｅｓｙｓｔｅｍ
．
羹＿
ＪｏＵＲＮＡＬ０ＦＪＩＡＮＧＳＵＵＮｌＶＥＲＳＩＴＹ（Ｎａｔｍ＇ａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ — ７７７５．２０１５．０２．００１
的基础上，以充分利用电磁制动，尽量减少传统摩擦制动导致的磨损、噪声等危害以及保证切换过程中的制动舒适性为原则，制定了集成制动系统不同制动模式的切换控制策略，该切换控制策略包括：制动力矩管理策略和力矩协调控制策略．在所有可能的切换工况中选取了２种有代表性的工况，并在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ和Ｍａｔｌａｂ／Ｓｔａｔｅｌｆｏｗ仿真平台上进行了仿真研究．结果表明：在满足制动要求的前提下，切换控制策略改善了传统摩擦制动的工作条件，并且能够有效地保证模式切换过程中
ｃｉｅｎｔａｎａｌｙｓｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｒａｋｉｎｇｍｏｄｅｓ．ＴｈｅｓｔｒａｔｅｇｙｉｎｃｌｕｄｅｄｔｗｏｐａｔｒｓｏｆｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄＣＯ —
的制动舒适性，提高了整车的制动性能，切换控制策略是有效和可行的．关键词：制动器；力矩控制；舒适性；计算机仿真；Ｍａｔｌａｂ中图分类号：Ｕ４６３．５
引文格式：何
１，ｑ
文献标志码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｃｏｏＭｉｎａｔｅｄｒｅｌａｔｉｏｎｓａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｒａｋｉｎｇｍｏｄｅｓｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｅ — ｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｂｒａｋｅｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｕｆｆｉ－
Ｒｅｎ，Ｂａｏ，ＺｈａｏＱｉａｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅａｎｄＴｒａｆｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ）