关于电机控制系统对电控硅油离合器风扇试验的影响因素及可靠性测试_开题报告

（一）国内外研究概况

随着现代电力电子技术的飞速发展，现代电机控制技术正朝着小型化和智能化的方向发展。电机的运行及特性的控制都是电机控制技术的研究重点,其 中, 最主要的是对电动机速度的控制。电控硅油风扇离合器作为一种新型节能环保型产品,它是利用硅油的高粘度特性传递扭矩的新型装置将它应用到发动机冷却系统中可以降低发动机的燃油消耗,降低发动机的排放以及减小风扇带来的噪声。因此,其性能的优劣将对人类的生活环境产生重要影响,必须设计相应的测控系统对其综合性能进行评估。

目前国内对电机控制系统对电控硅油离合器风扇试验的影响因素及可靠性测试研究^范文较少，国外汽车行业发达的国家中,大多拥有相当完普的测控技术,进而促进了汽车行业的飞速发展。国内汽车行业测控技术从无到有,但与国外完善的测控技术相比仍有较大的差距。国内对电控硅油风扇离合器的开发研究测试起步较晚但对双金属片硅油风扇离合器的研究已经相对成熟。

从90年代开始,武汉火花电加工有限公司的刘兴武、王鼎星等人就着手研究双金属片硅油风扇离合器的性能试验方法和数控自动测试台的研制,他们首先完成了HGF1型硅油风扇离合器测试台，然后于2005年开始对其进行改造,并于007年研制出可以针对不同类型的产品进行测试的HGF-I型硅油风扇离合器测试台,测试台采用变频调速器驱动变频电机作为离合器模测试动力,同时采用数控单元来控制整个测试系统的运作,将复杂的测试过程用数字控制的段,实现了自动化、智能化205年,重庆大学机械工程学院的冉振亚,韩兆运和陕西理工学院的赵树恩在对影响双金属片硅油离合器性能因素进行分析后,对各结构尺寸进行了优化设计对其进行了台架试验和分析;其试验台开始引入工业控制计算机作为测试台的测控核心,其测试内容主要包括转速特性、温度控制特性和功率特性试验。212年,重庆大学的卢天海采用虚拟仪器技术开发了双金属片硅油风扇离合器综合性能测试系统,系统依靠工控机、多功能数据采集卡、信号转接板和传感器搭建硬件平台,结合 Labview软件开发平台和数据库技术完成软件系统的开发。针对电控硅油风扇离合器,于1999年,中国农业机械科学研究院的范剑平和北京理工大学的高晶敏、魏宸官在设计电控硅油风扇离合器的结构和控制原理的基础上,对其进行台架试验该台架试验的目的主要是确定设计的电控硅油风扇离合器是否具有调速性,硅油加入量和粘度对离合器的影响,以及离合器全分离转速和全啮合转速特性,但该台架试验过程中没有提及针对风扇转速进行开、闭环控制试验以及对数据库的应用。2013年,辽宁工业大学的郑福新在对电控硅油离合器结构优化后,通过性能试验台对其进行工作特性试验和可靠性试验:试验台采用采集卡发出电平信号,经放大器放大后控制电控硅油离合器的电控总成的通断,进而控制电控硅油离合器的分离与合,同时他采用的控制策略实现了对离合器的全分离和全合控制,但该控制策略并不能使风扇转速根据发动机运转工况进行自动调节,不能实现离合器风扇转速与发动机工况进行最佳匹配日前国外对电控硅油离合器的研究专注于控制系统部分的研究。

其中美国通路公司 Nikhil Bhat等人在2006年开发了一套白适应控制装置以控制发动机冷却风扇,该自适应控制装置同时考虑了风扇转速、发动机冷却水温、来流空气温度、发动机转速等信息,通过自适应控制器对这些信息进行逻辑判断,控制风扇离合器内粘性液体的流量,从而实现发动机冷却风扇的转速与发动机工况进行最佳匹配,这种控制器不仅降低了功耗和噪音,而且加快了风扇的响应速度,提高了冷却风扇离合器的性能 。

1.2本课题研究的背景及意义

随着国际能源的日益紧张和国Ⅳ、国V标准的颁布,发动机的排放和噪声控制面临着越来越严峻的挑战,其标准越来越高。而冷却系统的工作性能将直接影响发动机系统的运行性能,因此设计良好的冷却系统,是发动机研发过程中必须考虑的重要因素之一。电控硅油风扇离合器作为一种新型节能环保型产品,它根据水温或气温等控制风扇转速,可减少风扇功率的消耗,节能效果显著,能节约据水温或气温等控制风扇转速,可减少风扇功率的消耗,节能效果显著,能节约48%的油耗,并可以降低噪音,能使发动机工作在最佳温度区域,达到延长发动机使用寿命的目的,在我国汽车行业具有很好的市场前景。因此,将电控硅油风扇离合器应用到汽车发动机的冷却系统中具有十分重要的意义

1.3本课题研究的内容

关于电机控制系统对电控硅油离合器风扇试验的影响因素及可靠性测试。

本测控系统的目的是为了检测电控硅油风扇离合器的转速特性和分离、啮合等特性。它主要由上位机和下位机组成,上位机由工业控制计算机、数据采集卡

和传感器等设备构成,主要功能包括对产品的性能进行测试、控制测控系统的硬件设备以及对测试数据进行管理操作:下位机采用英飞凌XC886微控制器作为其控制核心,主要实现对脉宽调制信号(PWM)占空比的调节以达到控制风扇转速的目的。

^范文提纲

一、文献综述

1.1国内外研究概况

1.2本课题研究的背景及意义

1.3本课题研究的内容

二、课题研究概述

2.1课题研究的目的、研究内容及解决的关键问题

2.2研究方法、研究方案及可行性分析

2.3创新之处

2.4 产生的经济和社会效益

三、课题研究的任务与过程

3.1 电控硅油风扇离合器----产品的特点

3.2 电控硅油风扇离合器-----结构简图

3.3 电控硅油风扇离合器-----工作原理

3.4电控硅油风扇离合器-----电气原理

3.5 电控硅油风扇离合器-----控制原理

3.6电控硅油风扇离合器——性能测试

3.7电控硅油风扇离合器——跟随特性

四、总结分析

五、参考文献

魏宸官范剑平：电控硅油风扇离合器的改进北京理工大学学报199919:318-322

Lee H, Lee J H, Koo B J. Development of a Continuously Variable Speed Viscous Fan Clutchfor Engine Cooling Systcm[].Technology, 19982013: 01-22.

张文昌,顾春锋,肖献法发动机冷却风扇:因势而变电子硅油风扇离合器:目前国Ⅲ、国发动机的最佳选择商用汽车,20084:114-115

姚倩.硅油风扇离合器散热性能计算及实测分析广州:华南理工大学2011

刘兴武,王鼎新,汽车发动机硅油风扇离合器性能测试方法研究和测试台研制装备维修技 术,2007,126(0)

振亚韩兆运赵树恩车用硅油风扇离合器的设计与试验分析重庆大学学2006.29(01):30-32

卢天海,基于虚拟仪器的双金属片硅油风扇离合器综合性能测试系统研究重庆:重庆大学2012

范剑平,高品敏,魏官电硅油扇离合器的试验研究汽车工程199921(6)

郑福新电控硅油风扇离合器结构优化及控制策略研究D辽宁:辽宁工业大学2013

朱海峰PD控制器参数自整定方法研究D广州中山大学2005

黄友锐曲立国PD控制器参数整定与实现北京科学出版社2010

林浩模PD控制器仿直研究D贵贵州大学2005

王述师宇基于模PD控制器的控制方法研究机械科学与技术201130166-172

Chen. Yang J. Fuzry PID controller used in81/84