车用磁粉离合器性能监控系统设计(附件)
磁粉离合器具有接合平顺、结构简单、可控性好、传动效率高等优点，决定了其在车辆行业有着广阔的应用前景。但是由于国外技术封锁，国内缺少相关研究，目前的车用磁粉离合器还存在传递容量低，工作过程激磁线圈升温过高的问题，严重时甚至会影响汽车传动系统的正常使用。因此，本文以磁粉离合器为研究对象，基于磁粉离合器的结构与特性以及控制策略，来对某些性能监控，旨在通过本文的研究对磁粉离合器性能的监控提供新思路。主要内容包括以下几个方面（1）基于磁粉离合器起步模糊控制方法，设计模糊规则；（2）磁粉离合器驱动电路原理图的设计与绘制；（3）针对磁粉离合器的性能要求，设计监控方案并进行理论分析。关键词 车用磁粉离合器，控制策略，驱动电路，监控系统
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及研究目的 1
1.2 课题国内外的研究发展状况 1
2 磁粉离合器工作原理及性能特点 2
2.1 磁粉离合器结构与工作原理 2
2.2 磁粉离合器性能特点 4
3 磁粉离合器起步模糊控制方法 5
3.1 磁粉离合器起步控制评价指标 5
3.2 模糊控制 6
3.3 磁粉离合器模糊控制 9
3.4 模糊规则的设计 11
4 磁粉离合器驱动电路设计 12
4.1 驱动器的设计要求 12
4.2 驱动器的硬件设计 13
4.3 驱动器原理图 15
5 性能监控系统设计 16
5.1 转矩监控 16
5.2 温度监控 22
结论 24
致谢 25
参考文献 26
绪论
1.1 课题背景及研究目的
磁粉离合器是电磁离合器很重要的一个组成部分，是一种用途非常广泛的自动控制元件，也是一种受科研者偏爱的前沿机电产品。它的工作原理是利用电磁效应通过工作间隙中的磁粉产生摩擦来形成磁粉链，然后达到离合器主动件与从动件接合与分离的工作。它具有很多优点：①体积小；②控制方便；③结构紧凑；④传动效率高；⑤消耗功率小等。除此之外，在车辆行业，它良好的转矩 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
传递性能使它的应用前景与方向极其广阔。但是细细比较国内外的具体情况，不难发现，由于国外成熟的技术和成果的垄断，国内较少的相关研究，并且一般的教科书以及一些应用手册很少提及，导致了目前国内生产的车用磁粉离合器存在着以下的问题：①传递转矩容量低；②工作过程激磁线圈温升过高等，不足以满足汽车传动过程的使用要求。因此，基于前人在磁粉离合器控制研究的基础之上，设立此项目，不仅进行驱动电路设计，更要设计出一套完善的监控系统方案。
项目以车用磁粉离合器为研究对象，根据车辆运行工况需求，设计符合车辆运行工况需求的磁粉离合器自动控制与监控方案，设计磁粉离合器驱动控制器，研究车用磁粉离合器性能实时监测方法，为项目后续研究奠定基础。
课题国内外的研究发展状况
20世纪40年代初是出现关于磁粉离合器最早的时候，当时是由德国人Vogel.W首创于1943年，并将其用于缓冲装置上；在1948年的时候，名为Jacob Rabinow的一名英国人在磁粉离合器方面进行研究，并且展示了一系列自己的研究成果。时间追溯到20世纪50年代，法国的标致公司首创了在汽车工业上使用磁粉离合器的成功事例，即在标致403的汽车上应用半自动连接装置，其中的核心部件就是调节器和磁粉离合器。随着科技的日新月异，在20世纪60年代期间，一位名叫宫崎秀夫的日本科学家为磁粉离合器的进步做出较大的贡献，关于磁粉离合器的工作原理探究，他就进行了无数次的实验，从中发现对磁粉离合器性能有较大影响的一个因素就是磁粉，并对此论述了自己的成果，除此之外，他也简单阐述了对于磁粉离合器在其他工业上的可观前景。
视线由国外转向国内，相比于国外的快速发展，国内发展较为缓慢。在20世纪50年代，在某些工业的测试应用上才开始出现磁粉离合器的身影；到了20世纪60、70年代，像航空等领域开始应用磁粉离合器，之后开始在全国大型推广并且慢慢用于各种各样的民用机械。其一系列的产品开始大量用于包装、运输之类的行业。但是对于在汽车领域使用磁粉离合器，也是在70年代才开始出现，最初是在汽车的空调系统和发动机冷却系统中运用，实现风扇动力的接合或切断。
近些年，通过科研学者的不懈努力，使得将磁粉离合器应用在汽车的传动系统中有了质的飞跃，并且展开了尝试性的应用。由南京理工大学主导研究的微型客车用功率分流式无级变速器获得成功，其中的亮点就包括用电控的磁粉离合器取代常规离合器。由于磁粉离合器较多的优越性能，让它在汽车工业自动控制方面的使用逐渐被普及，并且随着科学研究的深入，使它的性能不断得到提高和完善。但是从目前来看，磁粉离合器相较于普通的膜片式弹簧离合器而言，它的成本较高，因此对于很多经济型车型，它都无法使用。但是随时时代的进步和科技的发展，铁磁材料将会不断发展，它的成本将会逐渐下降，磁粉离合器在汽车中的应用前景将会越来越广阔。
磁粉离合器大约发展了60年左右，一些工业的控制领域已经将磁粉离合器成熟的设计与制造运用其中。对于汽车的传动系统来说，磁粉离合器是一种较为理想的控制元件，但在汽车上使用磁粉离合器还只是一个萌芽发展阶段，需要不断进步。在车辆行驶期间，离合器很大一部分时间都处于接合的工作状态，而到目前为止接合时的磁粉离合器是处于一种全通电的状态，这对汽车的供电系统来说无疑是个巨大的负担，因为磁粉离合器其中的原理就来自于电磁效应，不可避免的需要消耗电能，因此，未来研究磁粉离合器的一个方向趋势将是节能环保型、智能型。同时，汽车磁粉离合器的广泛应用，将会进一步提升传动系统的自动化水平，推动汽车更好的前沿发展。
磁粉离合器工作原理及性能特点
2.1 磁粉离合器结构与工作原理
磁粉离合器是一种新型的离合器，也是一种性能较好的自动控制元件，它是利用磁粉通过电磁效应来完成主、从件的接合与分离的工作。磁粉离合器在动力传递方面比较适合汽车的传动系统，它拥有以下的优良性能：
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及研究目的 1
1.2 课题国内外的研究发展状况 1
2 磁粉离合器工作原理及性能特点 2
2.1 磁粉离合器结构与工作原理 2
2.2 磁粉离合器性能特点 4
3 磁粉离合器起步模糊控制方法 5
3.1 磁粉离合器起步控制评价指标 5
3.2 模糊控制 6
3.3 磁粉离合器模糊控制 9
3.4 模糊规则的设计 11
4 磁粉离合器驱动电路设计 12
4.1 驱动器的设计要求 12
4.2 驱动器的硬件设计 13
4.3 驱动器原理图 15
5 性能监控系统设计 16
5.1 转矩监控 16
5.2 温度监控 22
结论 24
致谢 25
参考文献 26
绪论
1.1 课题背景及研究目的
磁粉离合器是电磁离合器很重要的一个组成部分，是一种用途非常广泛的自动控制元件，也是一种受科研者偏爱的前沿机电产品。它的工作原理是利用电磁效应通过工作间隙中的磁粉产生摩擦来形成磁粉链，然后达到离合器主动件与从动件接合与分离的工作。它具有很多优点：①体积小；②控制方便；③结构紧凑；④传动效率高；⑤消耗功率小等。除此之外，在车辆行业，它良好的转矩 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
传递性能使它的应用前景与方向极其广阔。但是细细比较国内外的具体情况，不难发现，由于国外成熟的技术和成果的垄断，国内较少的相关研究，并且一般的教科书以及一些应用手册很少提及，导致了目前国内生产的车用磁粉离合器存在着以下的问题：①传递转矩容量低；②工作过程激磁线圈温升过高等，不足以满足汽车传动过程的使用要求。因此，基于前人在磁粉离合器控制研究的基础之上，设立此项目，不仅进行驱动电路设计，更要设计出一套完善的监控系统方案。
项目以车用磁粉离合器为研究对象，根据车辆运行工况需求，设计符合车辆运行工况需求的磁粉离合器自动控制与监控方案，设计磁粉离合器驱动控制器，研究车用磁粉离合器性能实时监测方法，为项目后续研究奠定基础。
课题国内外的研究发展状况
20世纪40年代初是出现关于磁粉离合器最早的时候，当时是由德国人Vogel.W首创于1943年，并将其用于缓冲装置上；在1948年的时候，名为Jacob Rabinow的一名英国人在磁粉离合器方面进行研究，并且展示了一系列自己的研究成果。时间追溯到20世纪50年代，法国的标致公司首创了在汽车工业上使用磁粉离合器的成功事例，即在标致403的汽车上应用半自动连接装置，其中的核心部件就是调节器和磁粉离合器。随着科技的日新月异，在20世纪60年代期间，一位名叫宫崎秀夫的日本科学家为磁粉离合器的进步做出较大的贡献，关于磁粉离合器的工作原理探究，他就进行了无数次的实验，从中发现对磁粉离合器性能有较大影响的一个因素就是磁粉，并对此论述了自己的成果，除此之外，他也简单阐述了对于磁粉离合器在其他工业上的可观前景。
视线由国外转向国内，相比于国外的快速发展，国内发展较为缓慢。在20世纪50年代，在某些工业的测试应用上才开始出现磁粉离合器的身影；到了20世纪60、70年代，像航空等领域开始应用磁粉离合器，之后开始在全国大型推广并且慢慢用于各种各样的民用机械。其一系列的产品开始大量用于包装、运输之类的行业。但是对于在汽车领域使用磁粉离合器，也是在70年代才开始出现，最初是在汽车的空调系统和发动机冷却系统中运用，实现风扇动力的接合或切断。
近些年，通过科研学者的不懈努力，使得将磁粉离合器应用在汽车的传动系统中有了质的飞跃，并且展开了尝试性的应用。由南京理工大学主导研究的微型客车用功率分流式无级变速器获得成功，其中的亮点就包括用电控的磁粉离合器取代常规离合器。由于磁粉离合器较多的优越性能，让它在汽车工业自动控制方面的使用逐渐被普及，并且随着科学研究的深入，使它的性能不断得到提高和完善。但是从目前来看，磁粉离合器相较于普通的膜片式弹簧离合器而言，它的成本较高，因此对于很多经济型车型，它都无法使用。但是随时时代的进步和科技的发展，铁磁材料将会不断发展，它的成本将会逐渐下降，磁粉离合器在汽车中的应用前景将会越来越广阔。
磁粉离合器大约发展了60年左右，一些工业的控制领域已经将磁粉离合器成熟的设计与制造运用其中。对于汽车的传动系统来说，磁粉离合器是一种较为理想的控制元件，但在汽车上使用磁粉离合器还只是一个萌芽发展阶段，需要不断进步。在车辆行驶期间，离合器很大一部分时间都处于接合的工作状态，而到目前为止接合时的磁粉离合器是处于一种全通电的状态，这对汽车的供电系统来说无疑是个巨大的负担，因为磁粉离合器其中的原理就来自于电磁效应，不可避免的需要消耗电能，因此，未来研究磁粉离合器的一个方向趋势将是节能环保型、智能型。同时，汽车磁粉离合器的广泛应用，将会进一步提升传动系统的自动化水平，推动汽车更好的前沿发展。
磁粉离合器工作原理及性能特点
2.1 磁粉离合器结构与工作原理
磁粉离合器是一种新型的离合器，也是一种性能较好的自动控制元件，它是利用磁粉通过电磁效应来完成主、从件的接合与分离的工作。磁粉离合器在动力传递方面比较适合汽车的传动系统，它拥有以下的优良性能：
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