基于路面状态识别的装载机限滑差速器防滑性能研究
发布时间：2021-07-09 10:07
轮式装载机由于其所处工作环境复杂,经常会在分离附着路面、不平路面等的工地上行驶和进行铲掘作业时发生不同程度的驱动轮过度滑转。轮胎的过度滑转会造成装载机机动性、动力性、经济性、作业效率等大大降低,而车辆驱动防滑控制系统（ASR）可以有效提高车辆在不同路面工况下的操纵稳定性和行驶安全性,对有效减少驱动轮过度滑转造成的轮胎快速磨损、提高工程作业效率具有重要的工程意义和研究价值。在查阅了国内外相关文献和资料的基础上,本文以ZL50型轮式装载机为研究对象。首先,以限滑差速器为防滑控制方式,介绍了其结构与工作特性及液压系统分析,并对其进行了运动学、动力学分析及SIMULINK建模。在分析ZL50型装载机的动力传动系统结构组成与工作特性基础上分别建立了发动机与液力变矩器匹配模型、变速器、驱动桥、驱动轮、轮胎和装载机整机驱动动力学数学模型以及转向运动学动力学模型。根据建立的动力传动系统各部件数学模型在MATLAB/Simulink环境下分别搭建其相应仿真模型。其次,在装载机滑转率控制目标上仅凭人为经验设定所存在的不足,设计了一种以驱动轮角加速度为判别参数的路面状态识别方法。该方法用于识别不同路面工况下...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外驱动防滑研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 驱动防滑控制原理
1.4 驱动防滑控制方式与控制算法
1.4.1 控制方式
1.4.2 控制算法
1.5 驱动防滑研究平台
1.6 论文研究的主要内容
第二章 装载机限滑差速器工作特性及SIMULINK建模
2.1 差速器
2.2 电液式主动限滑差速器
2.2.1 限滑差速器结构分析
2.2.2 限滑差速器液压系统分析
2.3 限滑差速器运动学、动力学分析及SIMULINK建模
2.4 本章小结
第三章 基于限滑差速器的装载机整车驱动动力学建模
3.1 装载机传动系统结构组成及工作特性
3.1.1 装载机动力传动系统结构组成
3.1.2 装载机动力传动系统工作特性
3.2 发动机与液力变矩器匹配模型
3.3 变速器模型
3.4 驱动桥模型
3.5 轮胎与驱动车轮模型
3.5.1 轮胎模型
3.5.2 驱动车轮模型
3.6 整车模型
3.7 转向运动学及动力学建模
3.7.1 转向运动学分析
3.7.2 转向动力学分析
3.8 本章小结
第四章 装载机四轮驱动防滑控制系统设计
4.1 路面状态识别方法
4.2 F控制与PID控制组成及基本原理
4.2.1 模糊控制
4.2.2 PID控制
4.2.3 模糊控制算法和PID控制算法的比较
4.3 驱动防滑系统复合控制器的设计
4.3.1 模糊控制器结构设计
4.3.2 系统量化因子及比例因子确定
4.3.3 隶属函数的设计
4.3.4 模糊规则的设计
4.3.5 反模糊化
4.3.6 复合控制器
4.4 复合控制器SIMULINK仿真模型的搭建
4.5 本章小结
第五章 仿真结果及分析
5.1 限滑差速器控制策略
5.2 装载机驱动防滑系统仿真参数及整车模型的搭建
5.2.1 仿真参数
5.2.2 装载机整车防滑系统SIMULINK仿真模型的搭建
5.3 装载机直行驱动过程仿真
5.3.1 仿真条件
5.3.2 仿真结果分析
5.4 装载机转向驱动过程仿真
5.4.1 转向仿真条件
5.4.2 仿真结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动车驱动防滑控制策略研究[J]. 段敏,郭文涛,李刚,于倩. 机械设计与制造. 2016(02)
[2]基于路面动态识别的ASR仿真研究[J]. 张晓龙,孙仁云,葛恒勇,原杰. 湖北汽车工业学院学报. 2014(04)
[3]基于模糊控制技术的全轮独立驱动车辆防滑控制研究[J]. 钟敬武,阳贵兵,廖自力,刘春光. 火炮发射与控制学报. 2014(03)
[4]基于模糊路面识别的4WID电动车驱动防滑控制[J]. 李刚,宗长富,张强,洪伟. 华南理工大学学报(自然科学版). 2012(12)
[5]基于滑转率的拖拉机自动耕深模糊控制仿真[J]. 白学峰,鲁植雄,常江雪,李和,周伟伟. 农业机械学报. 2012(S1)
[6]粘性限滑差速器原理与应用研究[J]. 祁炳楠,张利鹏. 机械设计与制造. 2010(06)
[7]客车驱动防滑系统控制算法的研究[J]. 王磊. 机械研究与应用. 2010(02)
[8]中国工程机械行业的回顾与瞻望[J]. 杨红旗. 工程机械与维修. 2009(10)
[9]车辆防滑控制原型硬件在环试验[J]. 赵健,李静,吴云平,李幼德,宋大凤,吴坚. 吉林大学学报(工学版). 2006(S2)
[10]New Adaptive Approach for Road Condition Identification in ASR Control System[J]. 张景波,马岳峰,刘昭度,齐志权. Journal of Beijing Institute of Technology（English Edition）. 2006(01)
硕士论文
[1]倒立摆系统的模糊控制器设计及研究[D]. 杨雨雨.中原工学院 2014
[2]基于模糊算法的工程机械驱动防滑控制系统的设计与研究[D]. 殷新东.南京农业大学 2011
[3]基于模糊控制的外磁驱动血泵电机控制系统研究[D]. 王冀.燕山大学 2009
[4]汽车ASR对开路面控制算法研究[D]. 郑晓雯.吉林大学 2008
[5]4×4轻型汽车牵引力综合协调控制系统研究[D]. 余星毅.吉林大学 2008
[6]汽车ASR系统混合驱动控制算法研究[D]. 胡传明.吉林大学 2007
[7]工程车辆四参数自动变速控制系统研究[D]. 崔功杰.吉林大学 2006
[8]防滑差速器的应用研究[D]. 毛啸滇.合肥工业大学 2006
[9]轮式装载机牵引性能匹配研究[D]. 陈莉.吉林大学 2005
[10]依维柯汽车TCS神经PI自适应控制及车速估算算法研究[D]. 石桂花.吉林大学 2005
本文编号：3273545
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外驱动防滑研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 驱动防滑控制原理
1.4 驱动防滑控制方式与控制算法
1.4.1 控制方式
1.4.2 控制算法
1.5 驱动防滑研究平台
1.6 论文研究的主要内容
第二章 装载机限滑差速器工作特性及SIMULINK建模
2.1 差速器
2.2 电液式主动限滑差速器
2.2.1 限滑差速器结构分析
2.2.2 限滑差速器液压系统分析
2.3 限滑差速器运动学、动力学分析及SIMULINK建模
2.4 本章小结
第三章 基于限滑差速器的装载机整车驱动动力学建模
3.1 装载机传动系统结构组成及工作特性
3.1.1 装载机动力传动系统结构组成
3.1.2 装载机动力传动系统工作特性
3.2 发动机与液力变矩器匹配模型
3.3 变速器模型
3.4 驱动桥模型
3.5 轮胎与驱动车轮模型
3.5.1 轮胎模型
3.5.2 驱动车轮模型
3.6 整车模型
3.7 转向运动学及动力学建模
3.7.1 转向运动学分析
3.7.2 转向动力学分析
3.8 本章小结
第四章 装载机四轮驱动防滑控制系统设计
4.1 路面状态识别方法
4.2 F控制与PID控制组成及基本原理
4.2.1 模糊控制
4.2.2 PID控制
4.2.3 模糊控制算法和PID控制算法的比较
4.3 驱动防滑系统复合控制器的设计
4.3.1 模糊控制器结构设计
4.3.2 系统量化因子及比例因子确定
4.3.3 隶属函数的设计
4.3.4 模糊规则的设计
4.3.5 反模糊化
4.3.6 复合控制器
4.4 复合控制器SIMULINK仿真模型的搭建
4.5 本章小结
第五章 仿真结果及分析
5.1 限滑差速器控制策略
5.2 装载机驱动防滑系统仿真参数及整车模型的搭建
5.2.1 仿真参数
5.2.2 装载机整车防滑系统SIMULINK仿真模型的搭建
5.3 装载机直行驱动过程仿真
5.3.1 仿真条件
5.3.2 仿真结果分析
5.4 装载机转向驱动过程仿真
5.4.1 转向仿真条件
5.4.2 仿真结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动车驱动防滑控制策略研究[J]. 段敏,郭文涛,李刚,于倩. 机械设计与制造. 2016(02)
[2]基于路面动态识别的ASR仿真研究[J]. 张晓龙,孙仁云,葛恒勇,原杰. 湖北汽车工业学院学报. 2014(04)
[3]基于模糊控制技术的全轮独立驱动车辆防滑控制研究[J]. 钟敬武,阳贵兵,廖自力,刘春光. 火炮发射与控制学报. 2014(03)
[4]基于模糊路面识别的4WID电动车驱动防滑控制[J]. 李刚,宗长富,张强,洪伟. 华南理工大学学报(自然科学版). 2012(12)
[5]基于滑转率的拖拉机自动耕深模糊控制仿真[J]. 白学峰,鲁植雄,常江雪,李和,周伟伟. 农业机械学报. 2012(S1)
[6]粘性限滑差速器原理与应用研究[J]. 祁炳楠,张利鹏. 机械设计与制造. 2010(06)
[7]客车驱动防滑系统控制算法的研究[J]. 王磊. 机械研究与应用. 2010(02)
[8]中国工程机械行业的回顾与瞻望[J]. 杨红旗. 工程机械与维修. 2009(10)
[9]车辆防滑控制原型硬件在环试验[J]. 赵健,李静,吴云平,李幼德,宋大凤,吴坚. 吉林大学学报(工学版). 2006(S2)
[10]New Adaptive Approach for Road Condition Identification in ASR Control System[J]. 张景波,马岳峰,刘昭度,齐志权. Journal of Beijing Institute of Technology（English Edition）. 2006(01)
硕士论文
[1]倒立摆系统的模糊控制器设计及研究[D]. 杨雨雨.中原工学院 2014
[2]基于模糊算法的工程机械驱动防滑控制系统的设计与研究[D]. 殷新东.南京农业大学 2011
[3]基于模糊控制的外磁驱动血泵电机控制系统研究[D]. 王冀.燕山大学 2009
[4]汽车ASR对开路面控制算法研究[D]. 郑晓雯.吉林大学 2008
[5]4×4轻型汽车牵引力综合协调控制系统研究[D]. 余星毅.吉林大学 2008
[6]汽车ASR系统混合驱动控制算法研究[D]. 胡传明.吉林大学 2007
[7]工程车辆四参数自动变速控制系统研究[D]. 崔功杰.吉林大学 2006
[8]防滑差速器的应用研究[D]. 毛啸滇.合肥工业大学 2006
[9]轮式装载机牵引性能匹配研究[D]. 陈莉.吉林大学 2005
[10]依维柯汽车TCS神经PI自适应控制及车速估算算法研究[D]. 石桂花.吉林大学 2005
本文编号：3273545
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