基于模糊控制的轮式装载机电液限滑差速器性能仿真分析

发布时间：2017-12-28 22:16

本文关键词：基于模糊控制的轮式装载机电液限滑差速器性能仿真分析　出处：《浙江理工大学》2011年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：轮式装载机工作环境恶劣,作业工况复杂,经常由于车轮高速打滑引起牵引力急剧下降,致使装载机无法正常工作,严重影响其工作效率。国内装载机多通过采用普通开式和自锁式限滑差速器来减小由车轮打滑引起的装载机铲掘能力的降低。电控限滑差速器,结合先进的控制技术,可根据路面状况实时调整输出扭矩,从而合理分配驱动转矩,有效抑制车轮打滑。若将其应用在轮式装载机中,装载机作业时的牵引性和通过性将得到较大的改善。本文分析了传统机械式限滑差速器的缺点,根据装载机驱动桥形式,在摩擦片式限滑差速器的结构基础上进行改进,得到适用于装载机驱动桥结构的电液限滑差速器。作者针对ZL50装载机,完成了装载机传动系统的动力学分析、整车仿真系统的搭建、电液限滑差速器参数自整定模糊控制器的设计,并通过仿真分析验证了控制器的合理性和适用性。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,并根据厂家提供的数据,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,结合ZL50装载机的相关参数,根据上述数学模型在MATLAB/SIMULINK中搭建并调试装载机直线行驶仿真系统模型。将电液差速系统作为控制模型,选用参数自整定的模糊控制算法,设计了控制器的隶属度函数和控制规则。结合ZL50装载机的整车仿真系统,对在分离路面和棋盘路面直线行驶时电液差速系统的限滑性能进行了仿真实验,对比分析了普通开式差速器和电液限滑差速器的限滑性能。研究结果表明:基于参数自整定模糊控制的电液限滑差速器,克服了普通开式差速器的缺点,对附着系数多变的路面状况具有良好的适应性,可根据路面条件自适应的调节输出的限滑扭矩,实现两侧车轮驱动扭矩的合理分配,有效抑制车轮打滑,提高了装载机的牵引性能;设计的控制器可迅速将滑转率控制在目标值附近,具有响应时间短,控制精度高的特点。控制系统与电液差速系统的匹配性良好,参数自整定模糊控制的控制方法合理。
[Abstract]:Wheel loaders have bad working conditions and complicated working conditions. The traction force of the wheel often decreases due to the high speed skidding of the wheels, which makes the loaders unable to work properly, and seriously affects their working efficiency. Domestic loaders mostly use ordinary open and self locking limit slip differential to reduce the reduction of loader shovel ability caused by wheel skidding. The electrically controlled limited slip differential, combined with advanced control technology, can adjust the output torque in real time according to the pavement condition, so as to reasonably allocate the driving torque and effectively suppress the wheel skidding. If it is applied to the wheel loader, the traction and passing performance of the loader will be greatly improved.
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH243

【参考文献】