商用车一般采用气压制动系统(EBS),制动响应时间是影响制动距离的重要因素。电控制动系统用电控调节器代替传统气压制动管路,可以减少制动响应时间,从而缩短制动距离。建立了商用车EBS系统的数学模型。通过基于模型的分析可以更好掌握系统特性及进行改进,并可减少开发周期和成本,未来可能应用于控制及容错方面的研究。
所建立的模型可使电子气压调节器(EPR)输入电压和制动气室压力变化建立联系。模型分为3部分:EPR模型、流体流动模型和推杆行程与制动气室压力之间的模型。EPR用于测量从储气筒到制动气室的压缩空气量。由1~10V DC控制。输出压力为105~1000 kPa。内置有压力传感器,进行压力闭环控制。给EPR一系列输入电压,测量稳定状态下的压力值,根据测得数据拟合方程,得到输入电压与输出压力的关系。对流体建模时假设气体为理想气体,流经EPR时等熵、流体特性不变。通过质量平衡方程、能量和理想气体状态方程等建立流体模型,其中制动气室容积随推杆行程变化。根据试验结果,推杆行程与制动气室压力关系分为3个阶段:第一阶段推杆保持不动直至压力超过门限;第二阶段摩擦片和制动鼓逐渐结合;之后进入第三阶段。分别建立了各阶段方程。
为验证模型的准确性,搭建了由压缩机、储气筒、气压管路、制动气室、EPR和压力传感器等构成的试验台(图1)。
通过将模型运算结果与试验结果对比表明,模型具有较高精度。