装载机线控转向技术研究

发布时间：2017-06-29 14:09

  本文关键词：装载机线控转向技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：转向系统是轮式装载机中最为重要的系统之一,它直接影响整机的安全性、作业效率、燃油消耗和司机的劳动强度,而传统转向系统存在转向灵敏度不可调节、没有路感等问题,为解决提高装载机作业效率与高速行走稳定性之间的矛盾,并给驾驶员提供合适的路感,本文结合吉林省科技厅基金项目“线控转向技术在装载机上的应用”(20040336),校企合作项目“线控转向技术研究及在装载机上的应用”,首次在国内将线控技术应用于装载机的转向系统。 线控转向技术指通过微电子技术连接并控制转向系统的各个元件来代替传统的机械或液压连接。用传感器记录驾驶者的转向数据,然后通过数据线将信号传递给车上的微电脑,电脑综合这些和其他信号做出判断后,再控制车辆的转向角度。由于取消了方向盘和转向轮之间的机械连接,完全摆脱了传统转向系统的各种限制,因此使车辆的设计、装配大为简化,而且还可以自由设计车辆转向的力传递特性和角传递特性,是转向系统的重大革新。 本文分别设计了用大通径比例换向阀、比例换向阀控制流量放大阀、比例减压阀控制流量放大阀组成的线控转向系统,并通过大量的试验工作比较上述三种系统,最终确定了用三通比例减压阀控制流量放大阀组成的线控转向系统的方案。设计了具有力反馈特性、转向灵敏度可调的电子方向盘子系统。通过该系统实现转向灵敏度根据装载机的实际工况分两级调节,且能给操作人员提供合适的路感。并围绕装载机线控转向控制技术进行了理论与试验研究。台架试验与样车试验表明装载机采用本文所提出的线控转向技术后可以解决提高作业效率与高速行走稳定性之间的矛盾,提高作业效率,降低操作人员的劳动强度。 将该技术应用到装载机上必定会带来我国工程机械行业技术水平的质的飞跃,其整机作业性能和机动灵活性会大大提高,这对于提高我国装载机行业的技术含量,增强国际竞争力,降低操作人员的劳动强度具有重要意义。
【关键词】：装载机 转向系统 液压 比例控制 模糊 PID 电子控制单元
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH243
【目录】：

• 第1章 绪论12-26
• 1.1 装载机概述及发展趋势12-17
• 1.1.1 装载机概述12-14
• 1.1.2 发展趋势14-17
• 1.2 装载机转向系统简介17-21
• 1.2.1 转向系统综述17-18
• 1.2.2 国内外轮式装载机转向系统现状及存在的问题18-21
• 1.3 线控转向技术概述21-25
• 1.3.1 线控转向技术的研究现状22-23
• 1.3.2 装载机采用线控转向系统的主要优点23-24
• 1.3.3 应用前景24-25
• 1.4 研究内容25-26
• 第2章 铰接式装载机转向运动学动力学仿真与实验[]26-38
• 2.1 铰接式装载机的运动学分析26-29
• 2.1.1 转向油缸活塞位移与折腰角的对应关系27-28
• 2.1.2 转向力臂与折腰角的关系28-29
• 2.2 铰接式装载机原地转向动力学分析29-32
• 2.2.1 装载机原地转向阻力矩相关问题分析29-30
• 2.2.2 求解原地转向阻力矩30-32
• 2.3 仿真与实验32-36
• 2.3.1 铰接式装载机转向运动学动力学仿真32-34
• 2.3.2 铰接式装载机转向性能参数测试34-36
• 2.4 计算ZL50F 装载机的相关数据36-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第3章 装载机线控转向系统设计38-59
• 3.1 原转向系统组成38-41
• 3.2 装载机线控转向系统方案设计41-56
• 3.2.1 大通径比例阀控制41-48
• 3.2.2 比例方向阀控制流量放大阀系统48-52
• 3.2.3 比例减压阀控制流量放大阀系统52-56
• 3.3 方向盘子系统设计56-58
• 3.4 本章小结58-59
• 第4章 流量放大阀特性研究59-83
• 4.1 流量放大阀工作原理59-61
• 4.2 静态特性研究61-66
• 4.3 动态特性研究66-82
• 4.3.1 流量放大阀模型66-81
• 4.3.2 三通比例减压阀控制流量放大阀传递函数推导81-82
• 4.4 本章小结82-83
• 第5章 装载机线控转向系统控制策略研究83-97
• 5.1 数字PID 控制方法83-86
• 5.1.1 PID 控制器的算法确定83-85
• 5.1.2 PID 控制算法仿真分析85-86
• 5.2 模糊自整定PID 控制器86-96
• 5.2.1 模糊自整定PID 控制器的设计88-93
• 5.2.2 仿真结果与分析93-96
• 5.3 本章小结96-97
• 第6章 线控转向电控单元开发设计97-111
• 6.1 电控单元总体结构97-99
• 6.1.1 总体设计思想97-98
• 6.1.2 总体方案98-99
• 6.2 电控单元硬件设计99-106
• 6.2.1 微处理器的选型99-100
• 6.2.2 硬件系统信号100
• 6.2.3 硬件电路设计100-104
• 6.2.4 系统抗干扰设计104-106
• 6.3 电控单元软件设计106-110
• 6.3.1 软件设计方案106-107
• 6.3.2 主控程序设计107-108
• 6.3.3 主要功能模块设计108-110
• 6.4 本章小结110-111
• 第7章 试验研究111-123
• 7.1 台架试验112-117
• 7.1.1 流量放大阀性能试验112-114
• 7.1.2 数学模型验证及控制策略试验114-117
• 7.2 样车试验117-121
• 7.3 本章小结121-123
• 第8章 全文总结及工作展望123-126
• 8.1 全文工作总结123-125
• 8.1.1 本文开展的主要工作123-124
• 8.1.2 主要创新点124-125
• 8.2 今后工作展望125-126
• 攻读博士学位期间发表的学术论文及其他成果126-127
• 致谢127-128
• 参考文献128-133
• 摘要133-136
• ABSTRACT136-140

【引证文献】

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本文编号：498145