车辆驱动防滑性能与控制策略研究

发布时间：2017-07-17 21:46

  本文关键词：车辆驱动防滑性能与控制策略研究

  更多相关文章： 装载机 限滑差速器 驱动防滑性能 控制

【摘要】：轮式装载机作为土方机械,工作环境比较恶劣,经常由于车轮打滑引起车辆驱动性能和通过性能下降,影响作业进度和效率。国内工程车辆差速器多采用普通差速器或摩擦片式被动限滑差速器。主动限滑差速器在汽车上应用较多,工程车辆上没有应用,若将其应用在轮式装载机中,装载机作业时的牵引性将得到较大的改善。本文结合国内外限滑差速器的发展状况,对限滑差速器进行了探究,分析当前常用限滑差速器的结构和原理,结合ZL50装载机结构,建立了电液式限滑差速器的仿真模型。针对ZL50装载机的动力传动系统,分析了相关传动件的传动特性,并根据厂家的数据,依次建立了装载机发动机数学模型、变矩器数学模型、变速器数学模型、驱动桥数学模型和轮胎数学模型,根据数学模型在MATLAB/SIMULINK中搭建它们的仿真模型。基于滑转率对车辆驱动性能的影响,考虑车速传感器制造成本,结合装载机四轮驱动的特点,探究了基于车辆动力学的参考车速法,从而获得滑移率。提出了基于滑转率的主动牵引力控制策略与控制方法,针对ZL50装载机限滑差速器选择了逻辑门限值控制方法,并探究逻辑门限值控制的可行性。设置ZL50装载机仿真条件,分别进行了非对称路面下直行与转向工况的仿真分析,通过仿真分析验证了电液式主动限滑差速器能克服普通差速器平均分配扭矩的缺点,在对分路面具有良好的自适应性,两侧路面附着系数相差越大,限滑效果越明显。低附着区域能够实现较好的限滑作用,控制轮胎的滑转率,使装载机具有较高的驱动力和侧向附着力,保证车辆的驱动防滑性能,同时也验证了控制策略的可行性和正确性。
【关键词】：装载机 限滑差速器 驱动防滑性能 控制
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 驱动防滑控制方式9-10
• 1.3 驱动防滑控制原理10-11
• 1.4 国内外汽车驱动防滑技术的研究现状11-13
• 1.5 本文研究的内容13-14
• 第二章 限滑差速器的工作原理及模型建立14-21
• 2.1 普通差速器14-16
• 2.1.1 结构分析14-15
• 2.1.2 传动过程分析15-16
• 2.2 主动限滑差速器16-17
• 2.3 主动式限滑差速器原理17
• 2.4 主动式限滑差速器动力学分析17-18
• 2.5 液压式主动限滑差速器工作特性18-20
• 2.6 本章小结20-21
• 第三章 基于限滑差速器的装载机的运动学动力学分析及建模21-31
• 3.1 装载机动力传动系统概述21-22
• 3.1.1 装载机动力与传动系统组成21
• 3.1.2 装载机动力与传动系统特点21-22
• 3.2 发动机和液力变矩器及之间匹配模型22-23
• 3.3 变速器与驱动桥23-26
• 3.3.1 变速器模型23-24
• 3.3.2 驱动桥模型24-25
• 3.3.3 变速器与驱动桥的动力学模型25-26
• 3.4 轮胎与驱动轮26-29
• 3.4.1 轮胎模型26-29
• 3.4.2 驱动轮模型29
• 3.5 整机动力学模型29-30
• 3.6 本章小结30-31
• 第四章 装载机直行控制策略及驱动性能仿真31-45
• 4.1 滑转率对驱动性能的影响31
• 4.2 防滑差速器的控制算法31-33
• 4.3 基于轮胎滑转率的主动牵引力控制策略33-35
• 4.4 基于轮胎滑转率的主动牵引力控制算法35-36
• 4.5 装载机非对称路面直行仿真分析36-37
• 4.6 装载机仿真系统组成与基本参数37-38
• 4.7 装载机非对称路面起步加速仿真38-44
• 4.8 小结44-45
• 第五章 装载机转向行驶的驱动性能仿真45-70
• 5.1 装载机转向过程中的重心变化规律45-47
• 5.2 车轮垂向载荷47
• 5.3 装载机转向动力学模型47-50
• 5.4 转向过程的运动学分析50-55
• 5.5 转向行驶仿真55-69
• 5.6 本章小结69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 全文总结70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75

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本文编号：554740