履带车辆液压机械差速转向系统动力学建模及仿真

液压机械差速转向系统是履带车辆的一种新型双功率流转向系统,在对系统构成及工作原理进行分析的基础上,运用动力学原理和模块化建模方法,建立了包含发动机、液压闭式回路系统、行星排及负载等履带车辆液压机械差速转向系统的数学模型和Simulink仿真模型。结合实例,对液压机械差速转向系统的动态响应性能进行了仿真及试验研究,对比表明所建模型能有效表达履带车辆液压机械差速转向系统性能的变化,分析了不同工况参数下系统性能的变化规律,从而为履带车辆液压机械差速转向系统的性能分析及控制研究提供理论依据。     

自动导引车差速转向的动力学分析及仿真

通过对差速式自动导引车(AGV)进行受力分析建立车辆的静力学、动力学模型,通过静力学模型分析转向方式的可行性,根据建立的动力学方程,计算出车轮的运动轨迹,并利用Matlab/Simulink软件生成系统的仿真模型,对所述转向方式进行仿真研究,仿真结果可以验证差速转向的可能性及其转向时的稳定性.     

履带车辆液压机械差速转向机构转向性能研究

采用机械系统动力学分析与建模通用方法,考虑车辆转向时履带滑转（滑移）及转向中心偏移等因素,在对车辆转向受力状况进行分析与计算的基础上,建立了履带车辆液压机械差速转向机构转向动力学模型,采用Newton-Raphson方法对模型进行了求解。根据提出的转向性能评价指标,结合实例样车,采用仿真与试验方法研究了履带车辆转向性能,行驶试验的结果表明,所建模型能反映履带车辆转向性能的变化趋势。研究结果为履带车辆液压机械差速转向机构设计及行驶控制提供了理论基础。     

电驱动铰接式车辆转向差速性能建模与仿真

电驱动铰接式车辆每个车轮采用独立异步电机驱动,可靠高效的转向差速控制策略尤为重要。通过分析电动轮数学模型和车体运动转向数学模型,采用ADAMS建立虚拟样机模型,应用Simulink搭建牵引电机模型及其驱动控制模型,联合建立整车驱动控制模型;针对现有普遍采用的等功率和等扭矩控制方式进行稳态转向工况差速性能仿真,从车辆动力学角度对两种控制方式进行评价。结果表明:等转矩控制下的差速性能略优于采用等功率控制,对地面附着系数利用更好,所搭建的模型及获得的结论可以对电驱动铰接式车辆转向差速控制系统研究提供参考。     

四轮驱动全轮差速转向移动焊接机器人运动学分析与仿真

为增加轮式移动焊接机器人稳定性、负载能力和降低控制复杂度,提出了一种四轮驱动全轮差速转向移动焊接机器人机构,介绍了该机构差速转向原理,证明该机构无转向侧滑。采用非完整约束方法建立了其差速转向误差模型,并在该模型基础上对其进行了直线-圆弧-直线轨迹数值仿真,结果为转角误差0.002 137°,转动中心坐标误差小于0.012mm。仿真结果表明该模型满足焊接中的位置精度要求。     

轮毂电机独立驱动电动汽车差速转向路感控制研究

为改善电动轮汽车差速转向系统的转向路感,建立了电动轮汽车差速转向和整车系统的动力学模型。基于鲁棒控制理论,在保证H∞性能的前提下,设计了系统PID控制器,并进行了仿真分析。结果表明,基于H∞-PID控制的差速转向系统可在满足系统H∞鲁棒性能的基础上,进一步减小系统的静态误差,提高差速转向路感系统的灵敏度和系统精度,使驾驶员获得更为满意的转向路感。     

差速转向复合式探测机器人运动学分析

为便于探测机器人的导航和跟踪控制,提出了差速转向的复合式移动机器人运动学模型的构建及求解方法。通过对差速转向复合式移动系统结构及运动特性进行分析,推导了探测机器人车体速度与后轮及承重轮速度之间的关系矩阵,提出采用Householder变换求解车体运动的方法,为探测机器人越障过程中位置和方位的估计提供了较准确的求解模型。最后对差速转向复合式机器人的行进过程进行仿真试验,验证了运动学模型的正确性及机器人的运动特性。     

基于动力学分析的差速驱动AGV原地转向稳定性研究

针对偏心式差速驱动货叉自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)在原地转向过程中出现旋转中心偏移,进而影响AGV原地转向稳定性的问题,采用动力学分析与仿真相结合的方法对差速驱动AGV原地转向稳定性进行研究.建立AGV原地转向动力学模型并对车体侧滑等现象进行分析,推导AGV原地转向稳定性的相关公式,获得影响AGV原地转向稳定性的结构参数和运动参数.通过动力学分析软件ADAMS仿真,仿真结果验证公式的精确性以及获得各参数对AGV原地转向稳定性影响规律.根据推导公式与仿真结果,获得优化的结构参数和运动参数,优化后的AGV原地转向稳定性显著提高.     

电动轮汽车差速助力转向系统路感优化

根据电动轮汽车差速助力转向系统工作原理,提出转向路感、转向灵敏度、转向稳定性的概念及量化公式;在传统模拟退火(SA)算法基础上,以转向路感为优化目标,转向稳定性和转向灵敏度为约束条件,设计自适应模拟退火(ASA)算法,对系统参数进行优化设计。仿真结果表明:基于ASA算法的电动轮汽车差速助力转向路感优化,可在保证系统具有较好的转向稳定性和转向灵敏度基础上,有效提高系统的转向路感。研究结果可为电动轮汽车差速助力转向的设计和优化提供理论基础。     

轮毂电机驱动纯电动汽车多功能转向系统仿真研究

轮毂电机驱动电动汽车在底盘空间布局、整车操控性与灵活性上有着集中驱动无法比拟的优势,近年来受到了广泛关注。针对四轮独立驱动纯电动汽车的转向差速问题,以改善低速转向灵活性为目标,对轮毂电机驱动电动汽车的电子差速控制系统进行了仿真研究。分析了前轮转向、异向转向、斜行转向、原地转向4种转向模式,并采用4路并行的复合PI控制器对各轮轮速、电流进行双闭环反馈控制以提高响应速度和控制精准度。仿真研究结果表明:该电子差速控制系统对控制器要求不高,但具备较高的响应灵敏度和控制精度,很好的跟踪了理论模型,极大的提高了汽车的转向灵活性,实现了电动汽车既差速又差力的转向。     

轮毂电机驱动汽车电子差速与差动助力转向的协调控制

为提高轮毂电机驱动电动汽车转向过程的操纵稳定性和转向轻便性,提出电子差速与差动助力转向的协调控制方法,通过分配左右轮毂电机的转矩,实现对汽车转向稳定性和转向盘转向助力协调优化控制。分别对电子差速与差动助力转向控制方式进行分析,得出两种控制趋势以及与车辆状态变化响应的一致性,验证了协调控制的可行性;采用设置权重系数的方法设计了协调控制策略。分析车速及转向盘转角对车辆横摆角速度以及驾驶员转向盘转矩的影响,设计出车速自适应的协调控制权重系数。进行Matlab与CarSim的联合仿真以及实车道路试验验证,仿真与道路试验结果均表明协调控制策略兼顾了车辆差速转向稳定性与驾驶员转向盘转向助力的性能,实现了低速时差动助力转向控制为主以降低驾驶员转向手力,高速时电子差速为主以提高车辆稳定性的综合控制目标。     

基于灰色PID控制的智能车差速转向系统研究

针对采用无刷直流电机的智能车差速转向问题,提出了一种基于灰色PID控制器的智能车差速转向控制系统。建立了差速转弯模型和动力学分析,在灰色系统理论之上,将无刷直流电机的数学模型区别成不确定部分和确定部分两部分,对于不确定的部分搭建了灰色控制模型,使用了灰色预估补偿,以此得到了较大程度上白化后的控制系统灰量;对无刷直流电机灰色PID控制调速器进行了仿真,将其与常规PID进行了比较。研究结果表明,无刷直流电机的调速系统采用灰色PID控制算法后,受到电机参数改变和负载变化的影响很小,转速及转矩具备更高的鲁棒性及控制精度,体现了良好的静态性能和动态性能。新式的智能车无刷直流电机差速转向控制系统使得智能车转弯系统结构简单、环境适应性强,较好地实现了给定速度参考模型的自适应跟踪。     

卡特R型履带车辆差速转向机构之运动与力矩分析

主要目的是针对卡特R型履带车辆差速转向机构的运动与力矩特性进行系统化的分析,以做为履带车辆差速转向机构的设计参考。首先,以图论为基础,定义运动图表示卡特R型履带车辆差速转向机构的运动构造;然后,根据基本回路理论,由运动图推导其系统运动方程式,并由所得的系统运动方程式分析差速转向机构的运动特性;接着,根据力平衡原理、能量守恒原理及基本回路理论,由运动图推导差速转向机构的系统作用力矩方程式,发展履带车辆差速转向机构的力矩分析方法;最后,讨论了履带车辆差速转向机构传动比与力矩关系。本文所得的结果可做为相关产业设计履带车辆差速转向机构之参考。     

四轮独立驱动智能车差速转向的滑移定性分析

针对自主研制的四轮独立驱动智能车试验车4WID EV,在差速转向过程中各轮会产生滑移问题,建立了差速转向运动学模型。通过分析前轮转向、全轮转向和蟹形转向3种转向模式下的运动学特性,揭示了转向过程中各轮转向角与滑移产生的规律。同时,分析了试验车的转向运动机构与整车滑移特性的关系。实验结果表明,在最具代表性的全轮转向模式下,采用差速转向方式,各轮之间存在相互拖拽的现象,但是加速时将智能车的滑转率控制在11%以下,匀速时控制在7%以下是符合安全行驶要求的。     

设施移动机器人超声导航最优控制

介绍了设施农业环境下超声导航移动机器人的差速转向原理和组成,建立了设施移动机器人的运动学模型及相应的状态方程,在此基础上运用二次型最优控制方法对设施移动机器人差速转向进行控制。仿真和实验结果表明,此方法具有良好的响应速度,控制性能良好。     

履带推土机的差速转向机构

履带推土机的差速转向机构结构复杂、性能优越,是推土机的高端配置,其中的差速转向液压系统为其核心技术。目前,美国卡特彼勒D6至D9型中的N、R、T系列推土机,以及日本小松D65EX、D85EX、D155AX和D275AX型推土机采用该项技术。此外,德国利勃海尔的静液压推土机也可以实现差速转向功能。     

履带车辆转向功率机械回流的差速机构研究

为提高履带车辆电传动系统电机功率在全行驶工况的利用程度,降低电机功率,分析了履带车辆双侧独立电传动方案的优缺点,按照行星传动连接关系提出了可实现履带车辆转向功率机械回流的六种电传动方案。建立了这些方案的运动学、动力学数学模型,并进行了运动学、动力学及部件功率需求特性仿真分析,绘制了不同转向工况下的功率流图,并分析了各种方案的可行性。提出的行星差速机构可以有效地降低履带车辆对电机的功率需求。采用齿圈和行星架两种连接方式的差速机构方案是可以满足系统要求的。研究成果对履带车辆电传动的方案选择有一定的启发和指导作用。     

静液驱动履带车辆差速与独立转向性能仿真研究

在对静液驱动履带车辆转向行驶理论分析的基础上,运用MATLAB/Simulink对系统转向过程进行了仿真分析。结果表明:在三种转向工况中,原位转向时车辆所需总功率、马达负载转矩及系统压力均最大,宜采用独立式转向;小半径转向时采用独立式转向可保证驾驶员在转向操纵过程中车辆完成转向的情况下,通过踩加速踏板提高平均车速来提高车辆机动性能;修正转向时采用差速式转向可使系统具有良好动态特性。     

融合主动转向功能的电动助力转向系统H_∞控制

针对传统电动助力转向(EPS)系统不能在车辆极限工况行驶时实施主动转向,也不能对驾驶员的转向误操作进行主动补偿的问题,建立了融合主动转向功能的EPS整车操纵动力学模型,并以转向轻便性、灵敏性、回正特性及整车操纵稳定性为系统评价输出,运用H∞鲁棒控制策略对基于整车操纵稳定性控制的汽车EPS系统控制特性进行了仿真分析。仿真结果表明,集成主动转向功能的EPS控制系统,既能够实现EPS系统的传统控制特性,又能够根据汽车极限运行工况时整车操纵稳定性的要求实施主动转向,从而有效降低车身横摆角速度和质心侧偏角,并最大程度地发挥EPS的功能调节范围。     

卡特D8N型推土机转向系统常见故障的分析排查

卡特D8N型推土机转向系统包括液压转向系统和差速转向机构两部分。即液压转向系统提供转向功率(左转或右转)并通过差速转向机构分配到左、右两边履带,与变速器传输过来的机械功率(行走方向和速度)复合后,增加一边履带的速度,同时减小另一边