[發明專利]剎車力矩間接測量方法

有效

• 申請號: 201811237752.4
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109489889B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 焦宗夏;白寧;孫棟;尚耀星;劉曉超
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01L5/28
• 分類號: G01L5/28
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 韓德凱;李偉波

1.一種剎車力矩間接測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

測量剎車壓力、機輪半徑和運載工具質量，設置機輪轉動角速度的采集周期，初始化機輪轉動角速度；

測量所述采集周期的起始時刻的機輪轉動角速度和結束時刻的機輪轉動角速度；

根據所述剎車壓力、機輪半徑、運載工具質量，以及所述采集周期的起始時刻的機輪轉動角速度和結束時刻的機輪轉動角速度，通過下式1計算所述采集周期的剎車盤力矩系數

其中，ω為機輪轉動角速度，r_k為機輪半徑，P_b表示剎車壓力，k_b表示剎車盤力矩系數，λ表示滑移率，m表示所述運載工具的質量，ω₁和ω₂分別表示t₁時刻和t₂時刻的輪速，t₂＞t₁；

基于所述采集周期的剎車盤力矩系數由式2求解剎車力矩

T_b＝k_bP_b 式2

其中，T_b為剎車力矩。

2.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，還包括以下步驟：

進入下一個采集周期，所述下一個采集周期的起始時刻的機輪轉動角速度為上一個采集周期的結束時刻的機輪轉動角速度，測量所述下一個采集周期的結束時刻的機輪轉動角速度；

根據所述下一個采集周期的起始時刻的機輪轉動角速度和結束時刻的機輪轉動角速度，計算所述下一個采集周期的剎車盤力矩系數，基于所述下一個采集周期的剎車盤力矩系數求解所述下一個采集周期的剎車力矩；

重復上述步驟，獲取不同采集周期的剎車力矩。

3.根據權利要求1或2所述的測量方法，其特征在于，所述運載工具剎車過程的運動方程用下式3表示：

其中，J為機輪轉動慣量，F_xm為剎車結合力。

4.根據權利要求3所述的測量方法，其特征在于，在剎車過程中,任意兩個時刻的動能表示為所述剎車結合力與所述剎車力矩所做的功，所述任意兩個時刻包括t₁時刻和t₂時刻，所述任意兩個時刻的動能關系用下式4表示：

其中，v_p1和v_p2分別為t₁和t₂時刻所述運載工具的速度，t₂＞t₁。

5.根據權利要求4所述的測量方法，其特征在于，

所述剎車結合力與所述運載工具的速度v_p的關系用下式5表示：

其中，v_p表示所述運載工具的速度；

剎車過程中的滑移率通過下式6計算：

將式2、式5和式6代入所述動能關系表達式，整理后得到下式7：

6.根據權利要求5所述的測量方法，其特征在于，

令

將式8代入式7進行積分，獲得下式9：

根據上式6獲取所述運載工具的速度v_p的計算公式，如下式10：

將式10代入式9整理后獲得K的表達式，如下式11：

7.根據權利要求6所述的測量方法，其特征在于，

將式8和式11代入所述剎車壓力P_b與所述剎車力矩T_b的關系式，獲得所述剎車力矩的計算公式，如下式12：

8.根據權利要求7所述的測量方法，其特征在于，

在機輪未打滑的過程中，1-λ≈1。