高速机电复合传动履带车辆转向稳定控制研究

发布时间：2023-01-25 16:47

　　随着坦克装甲车辆最高速度和越野速度的大幅提高,其转向稳定性问题开始受到人们的重视。近年来机电复合传动技术发展迅速,本文研究的电传动履带车辆采用转向电机实现转向,与液压泵马达相比,电机转向具有响应快、控制精确等优点,为履带车辆实现更加优异的转向过程控制提供了更好的硬件基础。另一方面轮式车辆稳定性控制理论已经非常成熟,相关产品投入使用并受到消费市场的广泛认可,也为本文研究高速履带车辆转向提供良好的参考。因此本文将对高速机电复合传动履带车辆转向稳定控制展开研究。首先基于Matlab/Simulink软件,建立高精度的面向实时控制的履带车辆转向动力学模型。考虑两侧履带的滑转滑移和转向离心力,将车辆受力表达为履带与地面剪切位移的关系式。利用软件进行迭代求解,从而更加精确的模拟履带车辆转向动态过程。将该模型整合到机电复合传动系统模型中,建立目前装备该传动装置实验车辆所采用的转速控制策略。通过仿真实验,一方面还原转速控制策略下,实际履带车辆转向过程中可能产生的动态失稳现象并分析其中的原因;另一方面,总结转速控制策略下履带车辆转向稳态响应特性。为转向过程精确控制奠定基础。在上述分析基础上建立理想轨迹自... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 履带受力模型及整车动力学模型研究现状
        1.2.1 经验阶段
        1.2.2 半经验阶段
        1.2.3 理论分析阶段
        1.2.4 其他建模方式
    1.3 电传动履带车辆转向控制策略研究现状
        1.3.1 转速控制策略
        1.3.2 转矩控制策略
        1.3.3 自适应控制策略
        1.3.4 基于转向角速度负反馈的控制策略
    1.4 研究现状总结
第2章 履带车辆转向系统建模与仿真
    2.1 机电复合传动系统介绍
        2.1.2 发动机模型
        2.1.3 电机模型
        2.1.4 电池模型
        2.1.5 耦合机构模型
    2.2 履带车辆转向动力学模型
        2.2.1 假设条件
        2.2.2 转向运动学
        2.2.3 履带地面相互作用力
        2.2.4 转向动力学方程
        2.2.5 转向动力学模型建模
        2.2.6 转向性能参数
    2.3 转速控制策略建模
    2.4 转向失稳仿真验证
        2.4.2 侧滑导致的转向失稳验证与分析
        2.4.3 地面扰动导致的转向失稳验证与分析
    2.5 转向稳态响应特性
    2.6 转向角速度修正系数影响因素
    2.7 本章小结
第3章 理想轨迹自适应PID跟踪控制策略建模
    3.1 控制策略结构
    3.2 控制变量的选择
    3.3 履带车辆转向理想模型
        3.3.1 理想转向特性
        3.3.2 履带车辆二自由度模型
        3.3.3 履带车辆线性二自由度模型转向特性
        3.3.4 理想模型建模
    3.4 防失稳策略
        3.4.1 防侧翻失稳
        3.4.2 防侧滑失稳
    3.5 基于PID控制的转向电机目标转矩
        3.5.1 PID控制介绍
        3.5.2 转向电机目标转矩
    3.6 本章小结
第4章 实际转向角速度估计
    4.1 转向角速度测量模型
    4.2 线性区卡尔曼递推算法
    4.3 非线性区固定增益算法
    4.4 履带速差阶跃输入试验
    4.5 履带速差正弦输入试验
    4.6 不同路面附着系数试验
    4.7 本章小结
第5章 理想轨迹自适应PID跟踪控制策略仿真验证
    5.2 防侧滑策略验证
        5.2.1 高速高附着路面
        5.2.2 中等车速低附着路面
        5.2.3 高速低附着路面
    5.3 地面随机扰动下稳定转向验证
        5.3.1 低速小半径
        5.3.2 高速大半径
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]电传动履带车辆转向自适应控制策略仿真分析[J]. 刘翼,盖江涛,陈泳丹,万帆.  车辆与动力技术. 2015(01)
[2]高速履带车辆转向过程分析与试验验证[J]. 王红岩,王钦龙,芮强,盖江涛,周广明,万丽,张芳.  机械工程学报. 2014(16)
[3]基于卡尔曼滤波的半挂汽车列车软测量技术[J]. 张向南,赵津,衣丰艳.  仪表技术与传感器. 2014(05)
[4]分布式驱动电动汽车实时路面识别算法研究[J]. 林程,王刚,曹万科,周逢军.  汽车工程. 2014(03)
[5]用于汽车稳定性控制的路面附着识别算法[J]. 李亮,朱宏军,陈杰,宋健,冉旭.  机械工程学报. 2014(02)
[6]基于PID参数模糊自适应的汽车EPS助力特性研究[J]. 赵树恩,刘文文,屈贤,刘淅.  农业装备与车辆工程. 2014(01)
[7]基于横摆角速度负反馈的电传动履带车辆原地转向控制策略[J]. 陈泽宇,赵广耀,翟丽,佟尚锷.  中国机械工程. 2013(22)
[8]基于卡尔曼滤波的车辆侧偏角软测量[J]. 沈法鹏,赵又群,林棻.  农业工程学报. 2013(10)
[9]零差速电传动履带车辆转向负载自适应控制策略研究[J]. 刘翼,毛明,马晓枫,盖江涛.  车辆与动力技术. 2013(01)
[10]考虑路面不平度的路面识别方法[J]. 王博,孙仁云,徐延海,吴聿东.  机械工程学报. 2012(24)

硕士论文
[1]用于ESP系统的汽车状态参数估计方法研究[D]. 李金龙.吉林大学 2014



本文编号：3731579