2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、目前,電動(dòng)助力自行車日益受到市場的歡迎,人們在追求出行方便的同時(shí),也特別關(guān)注健康、環(huán)保等方面的問題。智能電動(dòng)自行車相比于傳統(tǒng)的電動(dòng)自行車最明顯的區(qū)別就是其具有智能助力功能。傳統(tǒng)的電動(dòng)自行車由于其設(shè)計(jì)的缺陷,不能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整電機(jī)輸出功率。當(dāng)面臨某些特殊使用環(huán)境時(shí),例如,騎行者面對風(fēng)的阻力、上坡或者其他情況時(shí),需要用很大的人力才能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)行駛。此時(shí),傳統(tǒng)的電動(dòng)自行車這種方式不僅控制效果差,而且影響電機(jī)和電池的使用壽命。相反,智能電動(dòng)助力自

2、行車由于能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)地檢測騎行者的施力狀態(tài),并調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出功率,從而使得騎行者在逆風(fēng)或者上坡過程中達(dá)到用力不費(fèi)力的駕駛感受。
  智能電動(dòng)助力自行車的核心設(shè)備是力矩傳感器。力矩傳感器能夠檢測到騎行者用力變化所產(chǎn)生的信號,進(jìn)而通過算法處理后來控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)助力。然而,現(xiàn)有電動(dòng)自行車使用的力矩傳感器存在所采集模擬信號數(shù)量少、速度慢和靈敏度低等問題,使得騎行者在騎行過程中,電機(jī)輸出功率不穩(wěn)定,助力效果不明顯。針對上述問題,論文提出一種

3、基于兩對霍爾元件的力矩傳感器設(shè)計(jì)方法。主要開展的研究工作如下:
  (1)論文首先介紹了所設(shè)計(jì)的力矩傳感器的結(jié)構(gòu)。力矩傳感器的核心是與內(nèi)磁環(huán)與外磁環(huán)對應(yīng)的兩對霍爾元件。為了配合這兩對霍爾元件的工作,采用表面充磁的多極磁環(huán),并增加磁導(dǎo)部,設(shè)計(jì)霍爾元件與磁導(dǎo)部之間的相對位置關(guān)系,從而增強(qiáng)檢測的精度。
  (2)論文詳細(xì)分析了電動(dòng)助力自行車的受力情況。在此基礎(chǔ)上分析了力矩信號轉(zhuǎn)換模型,并理論推導(dǎo)了所設(shè)計(jì)的力矩傳感器的工作原理。實(shí)驗(yàn)

4、結(jié)果表明在彈簧形變一定的條件下,騎行者不同蹬踏頻率,所設(shè)計(jì)的力矩傳感器反饋的信號經(jīng)過算法處理后,所得到的歸一化時(shí)間差基本穩(wěn)定。并且,隨著形變量的不斷增加,歸一化時(shí)間差也越來越大。
  (3)為了能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)輸出功率的智能控制,論文設(shè)計(jì)了基于PID控制算法的電機(jī)輸出功率控制模型以及相關(guān)的控制電路??刂齐娐钒ㄐ盘柌杉?、信號處理和電機(jī)控制器電路。通過大量實(shí)驗(yàn),得到了PID控制最優(yōu)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了陡坡起步和平路平穩(wěn)助力效果,保證騎行者用力

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