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。     

履带车辆液压机械差速转向控制策略研究

针对液压机械差速的履带车辆转向控制,在车辆动力学建模和驾驶员操控信号解析的基础上,提出一种基于驾驶员模型的模糊前馈-反馈控制策略。该控制策略将驾驶员模型输入的归一化方向盘转角及其变化率作为模糊前馈控制输入,对液压系统排量比进行补偿;将实际转向半径与目标转向半径的偏差及其变化率作为模糊反馈控制输入,对液压系统排量比进行修正,从而达到对两侧履带速度的补偿修正。仿真结果表明,与传统PID控制和模糊PID控制相比,模糊前馈-反馈控制能缩短转向动态响应时间,更好地跟踪驾驶员转向意图,且在转向阻力扰动下转向半径的波动明显减小,提高了转向轨迹的稳定性。     

履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验研究

阐述了履带车辆转向过程的转向特性以及液压无级差速转向机构的工作原理,提出了用液压次级动态仿真试验台模拟履带车辆转向过程的试验方案,在此基础上,完成了液压无级转向机构的转向性能试验.结果表明:利用恒压网络中二次元件可四象限工作的能力,可模拟出履带车辆转向过程中内侧履带由输出功率到输入功率,以及外侧履带输出功率进一步增大的变化特性.此试验方法成功解决了履带车辆转向性能试验的台架实现问题.     

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。     

履带车辆坡道转向特性研究

针对研究履带车辆坡道转向力学特性的必要性和重要性;根据履带车辆转向的运动特点,对履带车辆坡道转向条件进行分析,建立了坡道转向动力学模型,推导出压力中心偏移量、接地面瞬时转向中心偏移量、转向阻力矩、转向所需的制动力和牵引力随着履带车辆方位角的变化关系.通过实例计算,分析了接地面瞬时转向中心偏移量和转向所需的制动力和牵引力的变化规律及不同转向半径和坡度对转向稳定性的影响,指出了导致履带车辆坡道转向的不稳定因素.     

军用履带车辆转向机构发展综述

综述了军用履带车辆转向机构的发展历程.军用履带车辆传动系统由单功率流机械传动向双功率流综合传动发展,转向机构由机械有级转向向静液无级转向发展.为充分发挥液压元件优良的性能和提高液压元件的功率及效率发展了多种液压复合型转向机构.多段液压机械连续无级综合传动和电传动以其明显的优势将成为新一代军用履带车辆传动技术研究的两个重要方向.     

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。     

基于横摆角速度负反馈的电传动履带车辆原地转向控制策略

针对电传动履带车辆的原地转向问题进行了转向控制策略研究。建立了转向动力学模型,进而提出一种基于横摆角速度负反馈的双侧电传动履带车辆原地转向控制策略,将电机最大力矩作为力矩控制初始值以提高转向响应能力,引入横摆角速度负反馈并通过方向盘转角信号控制负反馈增益;对负反馈函数中的参数M与k对控制效果的影响进行了理论分析,为控制系统的设计提供了依据;进行了MATLAB仿真,仿真结果表明控制策略合理有效。     

履带式车辆斜坡转向时的动力学特性

运用数力学中矢量分析理论和方法推导了基于接地比压呈线性分布的履带式车辆在斜坡上转向时的瞬时转向中心偏移量、转向阻力矩、两侧履带所需牵引力、消耗的功率与车辆重心位置、转向半径、行进速度、加速度、车辆方位的相互关系的计算公式。通过计算机仿真和实例计算得出了上述各参数之间相互关系的曲线,分析了这些参数的变化规律,并将其与车辆在水平路面转向时的曲线进行了对比分析,为履带车辆两侧驱动轮力矩和功率的分配提供了参考依据。     

履带式工程车辆行驶模拟技术及测试方法

设计了以底盘测功机为核心的履带式工程车辆行驶模拟试验台,在分析测试系统原理的基础上,设计了试验台结构,实现了履带式工程车辆行驶过程中的阻力模拟,完成了对牵引力、功率等行驶参数的测试.测试结果表明,该试验台能够很好检测履带车辆的各项性能指标,并对车辆的动力性能进行综合评定,具有可靠性高、成本低、测试方便等特点.     

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。     

履带车辆传动机构实现转向再生功率传递的构型特征研究

对于电驱动履带车辆传动机构,基于双独立式方案的中间功率耦合行星传动机构可以实现转向再生功率的高效传递。针对由两个行星排组成的功率耦合机构,研究了能实现转向再生功率传递的构型特征。为了进行一般性的研究,提出一种新的行星传动的图论模型,这种模型使得构件的属性能用其特征参数表达。对于具有两个运动自由度的功率耦合机构,其拓扑结构只有一种类型。根据输入和输出的构件的选择,可以分为两个子类。针对这两类构型进行理论分析,得出了实现转向再生功率传递的参数特征。根据参数特征,可以得到实际构型。仿真结果与理论分析吻合。分析方法可以进一步用来分析由多个行星排组成的功率耦合机构,为履带车辆传动机构的构型设计提供理论依据。     

小型履带车动力传动系统设计

根据整车爬坡、转向行驶、最高车速等车辆性能指标,对发动机、变速箱及液压无级双向调速机构(HST)进行了匹配设计.通过动力性能分析,得到了最大爬坡度、低档加速度、最高车速等指标,满足设计要求,对该类传动系统的深入研究具有指导意义.     

履带车辆驾驶控制的遥控化研究

在对履带车辆的驾驶控制方式进行分析的基础上，阐述了履带车辆遥控化的关键技术－－驾驶控制指令的设计与生成技术，以有遥控车辆的自动操纵技术。经遥控化技术改造后的履带车辆在场地试验中表现出良好的驾驶控制性能。     

军用履带车辆平顺性虚拟样机试验研究

基于多体动力学仿真软件ADAMS建立了履带车辆虚拟样机模型,对车辆的平顺性进行了仿真研究,并与实验结果进行了比较,结果表明,该仿真模型能够对履带车辆的平顺性进行准确地分析与预测.