履带车辆在坚实地面转向瞬态过程模拟计算

该文从理论上分析了履带车辆转向瞬态过程的动态响应,建立了履带车辆转向过程(包括高速转向)的动力学模型,并编写相应程序进行了仿真计算.计算结果与试验结果的对比分析说明所建模型与实际履带车辆的转向动态过程是基本一致的.     

基于剪应力模型的履带车辆转向力矩分析与试验

为了研究在打滑条件下的履带车辆转向性能,提高履带车辆转向模型的模拟精度,建立了考虑履带滑转、滑移及转向离心力影响的高速履带车辆稳态转向模型。根据剪切应力-剪切位移关系模型推导了两侧履带牵引力、制动力及转向阻力矩的计算公式。在此基础上,根据力平衡关系构建了履带车辆转向运动学方程,并采用迭代计算方法进行求解。以某型装备综合传动装置的高速履带车辆为对象,通过试验测试结果与计算结果的对比分析,对履带车辆转向模型的准确性进行了验证。基于履带车辆稳态转向模型,研究了履带车辆转向运动学及动力学特性随转向半径及车速的变化规律,结果表明:当履带车辆转向速度越高,转向半径越小时,离心力对转向性能的影响越显著。     

基于RecurDyn的履带车辆启动加速过程滑转率仿真与试验研究

采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track( HM)，建立某型履带车辆多体动力学模型，并在Matlab/Simulink下建立了整车动态系统仿真模型。对履带车辆在硬、软多种地面的加速过程进行动力学仿真和对比分析，着重讨论在不同滑转率的条件下履带车辆的加速性能以及滑转率对加速性能的影响，并通过实车试验对分析结果进行了验证。仿真和试验的结果为履带车辆加速性能的研究与滑转的控制提供参考。     

履带车辆动态转向过程的仿真模型

本文基于履带车辆转向动力学和发动机动态工作过程，建立了履带车辆动态转向过程的仿真模型。对一台装有二级行星转向机构的履带车辆转向过程的实例仿真显示，该仿真模型可以反映车辆动态转向中主要性能参数随时间的变化历程，为履带车辆动态转向过程的研究提供理论分析依据。     

基于打滑条件下的履带车辆高速转向分析

分析履带车辆高速转向时的运动学、动力学特性、计及离心力影响,并考虑履带接地段滑转与滑移条件下推导了外、内侧履带的牵引力、制动力和转向阻力矩表达式,给出了转向半径、转向角速度的计算方法,并进行了算例验证.其结论对履带车辆转向性能的评价、高速转向的正确操作有指导作用.     

履带车辆越障过程的动力学仿真

研究高速履带车辆越障过程的动力学响应,以多刚体动力学理论为基础对高速履带车辆悬挂系统建立动力学模型。模型中特别考虑了履带的影响,将其抽象为履带环绕惯性力和履带张力之和。通过Matlab/SimuLink环境对所建模型进行了计算机仿真,并将仿真结果与实车实验结果进行对比分析,结果表明了模型的可信度。本文所建模型和建模采用的方法对履带车辆的系统设计和动力学分析具有积极的作用。     

履带打滑条件下的电驱动车辆转向运动学研究

为了解决履带与地面之间的滑转和滑移使实际转向半径远大于理论转向半径的问题,提出了转向半径修正系数及其计算方法,并利用转向半径修正系数对电驱动履带车辆的运动学公式进行了修正.通过采用Matlab/Simulink对履带打滑条件下的车辆转向运动进行仿真,并将仿真结果与转向试验跑道进行对比,结果表明车辆运动轨迹的仿真结果与试验跑道基本一致,证明转向半径修正系数及其计算方法是正确的,能够真实反映电驱动履带车辆在实际转向过程中履带滑转滑移对车辆转向运动学特性的影响.     

非精确转向情况下履带车辆转向轨迹分析

随着履带车辆传动系统结构、功能的日趋复杂和新技术的不断融入,对履带车辆转向控制技术的要求也越来越高。从转向运动的特点和内侧履带制动力作用的机理出发,分析履带车辆内侧履带为制动力情况下的非精确转向与其内侧履带制动力之间的内在联系;建立履带车辆转向动态仿真模型和转向轨迹计算模型,并对内侧履带在不同制动力作用下车辆的动态转向过程和转向轨迹进行仿真分析,其结果对履带车辆转向系统及其控制规律的研究与设计具有指导意义。     

履带车辆原地转向特性仿真研究

对履带车辆的硬地面原地转向特性进行了建模和仿真分析,计算结果表明,所建多体力学模型能较好地模拟履带车辆实际原地转向特性;通过改变转向速度,对原地转向工况下,车辆的受力情况以及履带张紧力的变化,进行了研究,所得结论可为高速履带车辆的结构设计与评价其原地转向特性提供计算依据.     

双侧电机耦合驱动履带车辆斜坡转向控制策略

斜坡转向过程是履带车辆的一种典型工况,受重力沿斜坡分力的影响,其动力学特性与平面转向相差很大,转向控制难度大。为提高履带车辆斜坡转向过程的稳定性,对双侧电机耦合驱动履带车辆的转向原理和履带车辆动力学与运动学进行分析,建立斜坡转向运动学与动力学模型。在此模型基础上,提出斜坡转向模型预测控制策略。针对不同斜坡角度以及转向半径,利用MATLAB/Simulink软件对转向控制策略进行建模与仿真,并通过电驱动车辆进行了实车验证。结果表明,该履带车辆斜坡转向模型具有较高的可信性,基于模型预测的斜坡转向控制策略能够使车辆稳定地进行斜坡转向操纵。     

履带车辆模拟器转向盘系统的力特性研究

建立了一种应用于履带车辆模拟器转向盘模拟系统中的力特性函数,将Vortex动力学软件中的车辆动力学参数、状态参数引入到该函数中。提出了“广义地面阻力系数”的概念,并给出了利用车辆状态角来对其进行构造的方法。在Vortex软件中虚拟驾驶履带车辆,对不同影响参数与力特性函数的变化关系进行了仿真分析,在不同路面状况下实时计算驾驶员转向盘力感,结果表明所设计的力特性函数能够很好的满足要求。     

液压驱动装甲履带车辆转向特性仿真研究

为准确分析某液压驱动装甲履带车辆转向动态特性,在对液压驱动装甲履带车辆转向行驶理论分析的基础上,运用Matlab/Simulink软件平台建立系统转向仿真模型。对车辆在中等半径转向、小半径转向以及修正转向3种转向工况的动态响应特性进行仿真分析,得到了各种转向工况的车辆动态特性以及车辆在各种转向工况下允许的最高车速。仿真结果表明,车速的变化对转向系统压力影响显著。     

履带车辆转向分析

分析了履带接地段滑动时履带车辆的转向规律。推导了履带接地压力为均匀分布与集中载荷2种典型条件下转向所需牵引力、制动力、转向阻力矩、转向半径及转向角速度的表达式。采用迭代法求解转向平面运动方程,并与实车试验作了比较。试验结果表明：建立的考虑履带接地段滑动时的转向模型是合理的;接地压力均匀分布条件下考虑履带接地段滑动时,转向半径较传统转向理论计算值增大,转向角速度低于传统转向理论计算值;集中载荷条件下车辆转向更为困难。     

双电机耦合驱动履带车辆自适应滑模转向控制

针对双电机耦合驱动履带车辆转向动力学模型具有多输入多输出(MIMO)、非线性且参数不确定的特点,对系统进行解耦,分解为车速控制系统和转向角速度控制系统。在车速控制系统中为实现车速跟踪误差的收敛,根据期望车速与当前速度信息,提出了鲁棒滑模变结构控制算法;在转向角速度控制系统中,提出了针对转向角速度的模糊滑模自适应控制算法。通过"驾驶员—控制器"在环的双电机耦合驱动履带车辆实时仿真系统,对控制算法进行了仿真实验验证,证明了该控制算法的有效性。     

集中载荷作用下的履带车辆稳态转向分析与试验

为了研究集中载荷条件下履带车辆稳态转向性能,提高转向模型精度,分析了履带张力对接地压力分布的影响,推导履带车辆接地压力分布计算模型。运用履带与土壤之间的剪切应力-剪切位移关系推导新的转向动力学模型,建立相应的动力学方程组并求解。分析了履带宽度和履带张力引起的接地压力变化对稳态转向运动学和动力学参数的影响,并通过实车试验测试对分析结果进行验证。结果表明,理论计算结果与试验数据有很好的一致性,验证了该模型的正确性。     

硬质路面条件下履带车辆转向模型分析及验证

履带车辆与地面之间的作用关系复杂,基于地面剪切位移的方法通常会用到对时间和位置的积分,模型较为复杂,无法直接应用到车辆的实时控制算法中。通常情况下,履带车辆转向分析会将接地压力看作连续线性分布或者多矩形分布,但是试验和计算结果均表明硬质土壤条件下,履带接地压力为多峰值分布,前述两种分布均不能体现接地压力的真实状态。本文针对上述问题,在前人研究的基础上,对履带接地压力分布进行求解,提出了履带车辆接地压力简化模型。该简化模型更符合硬质路面履带接地压力的真实状态,并被应用于履带车辆转向动力学分析与验证。利用J.Y.Wong提出的垂向负载-剪切位移变化关系解决了垂向压力变化的同时剪切位移计算的问题,提出了履带车辆转向分析模型(以下简称分析模型),试验结果表明该模型有较高的精度。但是其复杂度仍然较高,为了进一步简化模型,借鉴轮式车辆轮胎侧偏角和滑转率的概念,利用履带车辆履带-地面剪切位移关系推导了简化履带车辆动力学模型(以下简称简化模型)。该模型避免了复杂的积分或者求和,显著降低了履带车辆动力学模型的复杂度,能够应用于基于模型的无人驾驶履带车辆轨迹控制方法中,且模型精度接近前述履带车辆转向分析模...     

履带车辆纵向与垂向耦合动力学模型及功率特性

越野工况履带车辆动力学是车辆越野行驶能力预测的理论基础。考虑高机动履带车辆越野行驶纵向运动和垂向运动耦合效应,提出履带车辆纵向与垂向耦合动力学建模方法。建立车辆耦合动力学模型,对车辆在典型路面上的行驶性能进行仿真,并进行实车测试验证,进而量化分析履带车辆系统的功率特性。仿真结果表明：该模型可以表征车辆在不同类型路面上行驶的动力学响应特性;在越野工况下,车体垂向、俯仰等运动将消耗部分功率,对车辆行驶速度提升有一定影响;在越野路面上行驶的履带车辆瞬时非纵向运动功率数值波动范围大,随着路面条件变差以及速度提高,非纵向运动功率占总输入功率比例增加,对总功率的需求也越大,限制了驱动功率的有效利用。研究结果可用于高机动履带车辆动力学模型构建以及车辆功率流分析。     

Steering Dynamic Performance of an Electric Transmission Tracked Vehicle Based on Rotating Speed Control

In order to analyze steering dynamic performance of an electric transmission tracked vehicle exactly, modern design theory and methodology-collaborative simulation and virtual prototype are applied. The 3-D multi-body dynamic model of full vehicle running gears and control system model are built based on the simulation platform on dynamic analysis software known as RecurDyn/Track-HM and control system analysis software known as Matlab/Simulink. Theory analysis and collaborative simulation of turning kinematic/dynamic performance in different velocity and turning radius are made. Comparing the test result with theory computation validates the correctness of the model. The method has instructional significance of solving the existent modeling problem, comprehension of turning performance and test debugging strategy, and also forms a new idea of research on dynamic characteristics for the electric transmission tracked vehicle＇ s electric propulsion system.