多轮转向全路面起重机操纵稳定性控制算法研究

发布时间：2020-07-04 13:16

【摘要】： 近年来,由于我国工业的迅速发展,公路载货车及其它特种车辆的车身及吨位越来越大,车辆轴数也相应增加,这样就造成车辆转向及在复杂弯道上的通过都较小型车要困难得多,因此研究多轴车辆特别是大型多轴车辆的多轮转向特性就具有非常现实的意义。对多轮转向车辆控制方面的研究,我国起步相对较晚,而且很多的研究还只是停留在理论方面。不过对四轮转向的研究已很有所进展,其中,四轮转向控制算法的研究可以为研究多轮转向车辆提供一些借鉴。本文从建立多轮转向车辆的数学模型出发,推导出其运动微分方程,计算出纯滚动状态条件下前后轮转向角的关系,对零侧偏角比例控制策略条件下的车辆动态和稳态响应进行了分析;对车辆转向半径进行了优化,增加了车辆的灵活性;把模糊控制算法应用到了多轮转向车辆的控制系统中,设计了二次型最优控制器,提高了车辆转向控制精度。本文为多轮转向车辆控制方法的研究提供了一些积极的见解。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH213
【图文】：

全路面起重机

1.1 课题的来源我国在起重机等重型机械行业起步较晚，对多轴车辆的多轮转向技术的研究还不成熟，自主研制的全路面起重机（All Terrain Crane）（图1-1）虽然采用了多轮转向技术，但转向的方式简单，后轮转向角度并非是车速和前轮转角的函数。随着起重机底盘轴数的增加，其在高速转向时遇到的问题越来越严重，不仅限制了全路面起重机的机动灵活性，还加剧了轮胎的磨损，增加了车辆的使用成本。本文是在吉林大学校企合作项目“全路面起重机研究”和吉林大学创新基金的资助下，研究具有多轴结构的全路面起重机多轮转向系统的动力学控制问题。本文将根据课题的需要对多轮转向全路面起重机控制算法进行分析和仿真。图 1-1 全路面起重机的结构1.2 课题的意义随着我国工业的飞速发展，对专用汽车和工程车辆提出了更高的要求，要求其向大型化、重型化发展，这使得我国重型和超重型车辆发展很快。近年来国外专用汽车的产量明显以重型居多，其原因主要是重型专用汽车经济效益

原理图,四轮转向,最优控制,控制系统

图 1-2 具有最优控制特性的四轮转向控制系统原理图ujiShibahata 等研究的具有最优控制特性的四轮转向系统，即目标速度的稳态增益和侧向加速度的稳态增益与传统的前轮转向车相保持驾驶员的驾驶感觉不发生较大的变化，同时使横摆角速度和相位滞后为零，且使二者的幅频特性在相当大的范围内保持恒定方法使车辆的转向特性随着车速的变化而发生了较明显的变化，应用造成了一定的困难。控制特性的四轮转向控制系统原理图如图(1-2)，式中， ()1A S为函数； ()2A S为后轮转角控制函数； ()1G S为前轮转角到侧向加数； ()2G S为后轮转角到侧向加速度的传递函数； ()1H S为前轮速度的传递函数； ()2H S为后轮转角到横摆角速度的传递函数。文的研究内容是在吉林大学创新基金项目资助下，以某全路面起重机为原型机辆动态智能转向系统的研究。

【引证文献】