农产品贮运柔性底盘转向控制器的研制及其悬架机构的改进设计
发布时间：2022-12-17 11:44
目前，我国农产品加工和服务业蓬勃发展，除了大宗农产品的运输外，单次运量少、距离短且频繁的运输需求日益增长，特别是田间农用运输工具速度相对较低，如靠传统的农业汽车运输，能源消耗大，污染较严重，效率低，成本高。为此，农产品的生产运输过程中急需机动性好、污染少、成本低、使用灵活的农用运输机械。本文根据4WS技术研究了新型的底盘系统——独立驱动、独立转向、独立悬架的柔性底盘的控制系统，以期实现更小的转弯半径，并可以实现90°横向行驶和原地掉头等现有车辆底盘系统无法实现的运动形式，灵活机动性能更强，为农产品加工运输工具的现代化提供技术支撑，促进农产品加工业的快速发展。 本文首先分析了原有样机的结构，在原有样机上安装角度传感器。针对独立驱动系统控制复杂问题，设计了一种基于电桥电路的偏置转向轴自动跟踪方案，简化了控制方法，解决了系统刚性化问题，为控制器设计奠定基础。 其次，进行了柔性底盘转向控制器的软硬件设计。根据整车转向控制策略，给出了转向控制原理框图，根据该原理设计转向控制系统。选定性能合适的单片机芯片作为中央控制器的主芯片，对各个部分的软硬件都进行了调试试验。初步完成转向控制系统的...
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外电动车发展概况
1.2.2 国内电动车发展概况
1.3 柔性底盘的控制方案
1.3.1 四轮独立驱动控制方案
1.3.2 电子差速技术
1.3.3 动力电池
1.4 研究内容与技术难点
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 研究难点
1.4.4 技术路线
第二章 柔性底盘转角检测机构设计
2.1 四轮独立驱动转向技术简介
2.2 轮毂电机位置跟踪机构
2.2.1 齿轮传动设计
2.2.1.1 选定齿轮类型、材料和许用应力
2.2.1.2 初步确定主要参数
2.2.2 连接片的设计
2.2.3 样车安装
2.3 本章小结
第三章 转向控制器的软硬件设计
3.1 柔性底盘转向控制器原理
3.2 转向控制器的硬件设计
3.2.1 转向控制器的总体硬件设计
3.2.2 电动轮速度信号控制电路
3.2.3 步进电机驱动控制电路
3.3 系统软件设计
3.3.1 转向控制器整体构成
3.3.2 软件系统开发工具
3.3.3 PWM 转 D/A 程序
3.3.4 步进电机控制程序
3.4 本章小结
第四章 柔性底盘转向控制器的调试
4.1 转向控制系统的 PCB 板
4.2 样车测试电桥电路变化原理
4.2.1 轮毂电机的变化引发的 R1的变化
4.2.2 步进电机的变化引发的 R2的变化
4.2.3 电桥输入电压 Uab的变化
4.3 轮毂电机控制原理
4.3.1 轮毂电机驱动器
4.3.2 轮毂电机控制器
4.4 样车测试
4.4.1 电桥电路的搭建
4.4.2 实验中的初始值的设定
4.4.3 实验测试
4.5 结论分析
4.5.1 电磁锁锁紧电压试验结果分析
4.5.2 PWM 占空比对车轮轮速的影响
4.5.3 电桥电路输出电压对车轮转速的影响
4.5.4 整车转向验证结果分析
4.6 本章小结
第五章 柔性底盘悬架机构改进设计
5.1 柔性底盘传动系统设计
5.2 柔性底盘行驶系中车架的设计
5.3 柔性底盘行驶系中悬架的设计
5.4 柔性底盘转向系统及制动系统设计
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]轻型电动农用运输机械发展现状和趋势[J]. 孙晓. 农业开发与装备. 2012(03)
[2]混合动力客车储能模式应用与优化[J]. 赖志艺. 客车技术与研究. 2012(03)
[3]4WID/4WIS电动车建模和特殊工况仿真[J]. 宗长富,刘经文,郑宏宇,宋攀,张强. 汽车工程. 2011(10)
[4]实验教学中的模拟滤波器参数设计[J]. 陈小桥,张雪滨,吴晓潭,黄恩民. 实验室研究与探索. 2011(09)
[5]DSP系统中PWM通道实现D/A转换精度的分析方法[J]. 郭丽,汪希平,杨玉敏,樊曼. 微型机与应用. 2011(10)
[6]环保与科技领衔日内瓦车展[J]. 彭斐. 汽车与配件. 2011(12)
[7]基于增强型STM32驱动双极步进电机的研究[J]. 张团善,张娜,武玉婷. 电子测量技术. 2010(10)
[8]六轮机器人小车的转向特性研究[J]. 金龙,李文锋,李斌. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2010(04)
[9]轮边综合驱动与转向电动车行走机构设计与分析[J]. 赵鼎,崔文锋,孙海洋. 科学技术与工程. 2010(19)
[10]电动四轮转向汽车电子差速问题研究[J]. 王智晶,周波. 北京汽车. 2010(03)
博士论文
[1]电动汽车高效快响应电驱动系统控制策略研究[D]. 李珂.山东大学 2007
硕士论文
[1]温室作业柔性底盘驱动轮及其控制器的设计[D]. 梅娜.西北农林科技大学 2010
[2]四轮独立驱动电动车控制系统的设计[D]. 李乐.武汉理工大学 2010
[3]全轮独立驱动车辆动力学协调控制方法研究[D]. 王琨.山东大学 2009
[4]电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究[D]. 刘川.武汉理工大学 2009
[5]轮毂式电动汽车的研究与开发[D]. 马海峰.武汉理工大学 2009
[6]小型温室电动松土机的研制[D]. 付静.山东农业大学 2007
[7]永磁无刷电机控制方法的研究[D]. 彭国秀.重庆大学 2007
[8]基于DSP控制的电动车的两轮驱动研究[D]. 周扬.浙江大学 2005
[9]双轮独立驱动电动车驱动系统的研究[D]. 李春生.浙江大学 2003
本文编号：3719870
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外电动车发展概况
1.2.2 国内电动车发展概况
1.3 柔性底盘的控制方案
1.3.1 四轮独立驱动控制方案
1.3.2 电子差速技术
1.3.3 动力电池
1.4 研究内容与技术难点
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 研究难点
1.4.4 技术路线
第二章 柔性底盘转角检测机构设计
2.1 四轮独立驱动转向技术简介
2.2 轮毂电机位置跟踪机构
2.2.1 齿轮传动设计
2.2.1.1 选定齿轮类型、材料和许用应力
2.2.1.2 初步确定主要参数
2.2.2 连接片的设计
2.2.3 样车安装
2.3 本章小结
第三章 转向控制器的软硬件设计
3.1 柔性底盘转向控制器原理
3.2 转向控制器的硬件设计
3.2.1 转向控制器的总体硬件设计
3.2.2 电动轮速度信号控制电路
3.2.3 步进电机驱动控制电路
3.3 系统软件设计
3.3.1 转向控制器整体构成
3.3.2 软件系统开发工具
3.3.3 PWM 转 D/A 程序
3.3.4 步进电机控制程序
3.4 本章小结
第四章 柔性底盘转向控制器的调试
4.1 转向控制系统的 PCB 板
4.2 样车测试电桥电路变化原理
4.2.1 轮毂电机的变化引发的 R1的变化
4.2.2 步进电机的变化引发的 R2的变化
4.2.3 电桥输入电压 Uab的变化
4.3 轮毂电机控制原理
4.3.1 轮毂电机驱动器
4.3.2 轮毂电机控制器
4.4 样车测试
4.4.1 电桥电路的搭建
4.4.2 实验中的初始值的设定
4.4.3 实验测试
4.5 结论分析
4.5.1 电磁锁锁紧电压试验结果分析
4.5.2 PWM 占空比对车轮轮速的影响
4.5.3 电桥电路输出电压对车轮转速的影响
4.5.4 整车转向验证结果分析
4.6 本章小结
第五章 柔性底盘悬架机构改进设计
5.1 柔性底盘传动系统设计
5.2 柔性底盘行驶系中车架的设计
5.3 柔性底盘行驶系中悬架的设计
5.4 柔性底盘转向系统及制动系统设计
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]轻型电动农用运输机械发展现状和趋势[J]. 孙晓. 农业开发与装备. 2012(03)
[2]混合动力客车储能模式应用与优化[J]. 赖志艺. 客车技术与研究. 2012(03)
[3]4WID/4WIS电动车建模和特殊工况仿真[J]. 宗长富,刘经文,郑宏宇,宋攀,张强. 汽车工程. 2011(10)
[4]实验教学中的模拟滤波器参数设计[J]. 陈小桥,张雪滨,吴晓潭,黄恩民. 实验室研究与探索. 2011(09)
[5]DSP系统中PWM通道实现D/A转换精度的分析方法[J]. 郭丽,汪希平,杨玉敏,樊曼. 微型机与应用. 2011(10)
[6]环保与科技领衔日内瓦车展[J]. 彭斐. 汽车与配件. 2011(12)
[7]基于增强型STM32驱动双极步进电机的研究[J]. 张团善,张娜,武玉婷. 电子测量技术. 2010(10)
[8]六轮机器人小车的转向特性研究[J]. 金龙,李文锋,李斌. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2010(04)
[9]轮边综合驱动与转向电动车行走机构设计与分析[J]. 赵鼎,崔文锋,孙海洋. 科学技术与工程. 2010(19)
[10]电动四轮转向汽车电子差速问题研究[J]. 王智晶,周波. 北京汽车. 2010(03)
博士论文
[1]电动汽车高效快响应电驱动系统控制策略研究[D]. 李珂.山东大学 2007
硕士论文
[1]温室作业柔性底盘驱动轮及其控制器的设计[D]. 梅娜.西北农林科技大学 2010
[2]四轮独立驱动电动车控制系统的设计[D]. 李乐.武汉理工大学 2010
[3]全轮独立驱动车辆动力学协调控制方法研究[D]. 王琨.山东大学 2009
[4]电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究[D]. 刘川.武汉理工大学 2009
[5]轮毂式电动汽车的研究与开发[D]. 马海峰.武汉理工大学 2009
[6]小型温室电动松土机的研制[D]. 付静.山东农业大学 2007
[7]永磁无刷电机控制方法的研究[D]. 彭国秀.重庆大学 2007
[8]基于DSP控制的电动车的两轮驱动研究[D]. 周扬.浙江大学 2005
[9]双轮独立驱动电动车驱动系统的研究[D]. 李春生.浙江大学 2003
本文编号：3719870
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