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基于PID的双线圈侧置式磁流变制动器控制研究

张辉 吴杰 唐绍禹 邓兵兵

张辉, 吴杰, 唐绍禹, 邓兵兵. 基于PID的双线圈侧置式磁流变制动器控制研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (12): 102-106. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.016
引用本文: 张辉, 吴杰, 唐绍禹, 邓兵兵. 基于PID的双线圈侧置式磁流变制动器控制研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (12): 102-106. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.016
ZHANG Hui, WU Jie, TANG Shaoyu, DENG Bingbing. PID-based control of a dual coil side-mounted magnetorheological brake[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (12): 102-106. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.016
Citation: ZHANG Hui, WU Jie, TANG Shaoyu, DENG Bingbing. PID-based control of a dual coil side-mounted magnetorheological brake[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (12): 102-106. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.016

基于PID的双线圈侧置式磁流变制动器控制研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.12.016
详细信息
    作者简介:

    张辉,男,1997年生,硕士研究生,研究方向为磁流变传动控制。E-mail:xh_zzhg@163.com

    通讯作者:

    吴杰,男,1991年生,博士,副教授,研究方向为磁流变传动。E-mail:jiewu09323@mail.xhu.edu.cn

  • 中图分类号: TH136

PID-based control of a dual coil side-mounted magnetorheological brake

  • 摘要: 针对磁流变制动器在制动过程中要求响应速度快、制动力矩稳定的问题,对一种双线圈侧置式磁流变制动器开展了控制研究。首先,基于所设计磁流变制动器的特点,选择位置式PID作为控制算法。其次,完成了软硬件的设计,根据实验的输入输出数据和MATLAB参数辨识工具箱,建立了控制系统传递函数的数学模型。最后,搭建了试验平台,利用建立的数学模型对磁流变制动器展开了仿真与实验研究。研究结果表明,在位置式PID控制下,双线圈侧置式磁流变制动器具有较好的响应特性,以及较好的力矩跟踪能力。

     

  • 图  1  双线圈侧置式磁流变制动器

    图  2  扭矩控制实验平台

    图  3  控制程序框架

    图  4  单位阶跃响应

    图  5  输出转矩与电流关系

    图  6  响应时间曲线

    图  7  扭矩跟踪实验

    图  8  跟踪误差曲线

    表  1  磁流变制动器相关结构参数

    参数符号
    轴半径/mm$ {R}_{1} $10
    间隙宽度/mmh0.5
    轴向工作间隙数量/个N4
    圆柱壳厚度/mme2
    圆柱壳长度/mmt20
    下载: 导出CSV

    表  2  控制实验平台主要设备

    设备型号技术参数
    伺服电机SGDS-C73C/SVGA-30H11AD额定扭矩19 N·m
    动态扭矩三显表MCK-DN单通道
    扭矩传感器DYN-206量程200 N·m
    USB转485UT-890A4线全双工通信
    程控电压源HSPY-36-03量程36 V
    磁粉制动器PB40制动扭矩400 N·m
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2022-06-14

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