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。     

操纵快慢对液压驱动履带车辆转向系统动态特性的影响

为准确分析操纵快慢对液压驱动履带车辆转向动态特性的影响,运用Matlab/Simulink软件建立系统转向仿真模型.仿真结果表明:以最小相对转向半径为小半径转向情况下,慢速转向与快速转向相比较,转向角速度响应延迟时间缩短一半,调节时间明显减少了1/3;随车速升高,以最小相对转向半径进行转向时,减缓转向操纵速度,转向响应延迟以及转向调节时间变化不大.车辆在行驶过程中驾驶员转向操纵时间约为3s为宜,慢速转向动态响应特性要明显好于快速转向.     

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.     

履带车辆电驱动系统小半径转向计算研究

讨论了履带车辆小半径转向的特点,进行了转向理论分析及转向功率分配和牵引计算.不同行驶路况下转向的仿真计算和分析表明,履带车辆电驱动系统在输出功率足够的情况下,可以通过单独控制内外侧牵引电机的输出转速实现所需半径转向.研究结果对设计履带车辆电驱动系统具有指导意义.     

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。     

独立电驱动车辆复合转向技术研究

针对轮式6×6轮毂电机驱动车辆,提出了一种复合转向方案以及一种基于最小转向半径的差速匹配模型,并对模型进行了数值求解.基于Adams软件,建立了仿真模型,对复合转向策略进行了仿真验证.结果表明:复合转向可有效减小车辆的转向半径,改善车辆的操纵稳定性能.研究成果为独立电驱动平台控制提供参考及依据.     

零差速电传履带车辆整车行驶控制策略研究

针对履带车辆电传动研究和采用较多的零差速电传动方案，对电传动履带车辆的整车行驶控制策略进行了研究，提出了系统控制方案并做了具体的分析。基于电传动与传统传动装置本质上的不同和驾驶操纵的人机适应性，对驾驶信号的定义进行了定性和定量的分析。对驱动电机及其协同控制，提出了直驶电机采用基于有限功率的直接转矩控制、转向电机采用直接转矩控制（小半径转向）和电流矢量控制（大半径转向）双模控制的系统控制方法；并对具体的控制途径进行了描述。最后，基于在Matlab/Simulink下建立的整车行驶系统仿真模型，对车辆加速和转向的动态过程进行了仿真，仿真结果袁明，该控制方案可行并可以使车辆具有良好的加速性能和转向性能。     

电传动履带车辆转向自适应控制策略仿真分析

针对电传动驱动履带车辆,提出了一种适应于转向阻力变化的转向控制策略.通过对转向动力学模型进行等效线性转换,推导了应用模型参考自适应控制基本原理的系统控制结构,设计了能够有效调节电机驱动扭矩的自适应控制策略.建立了基于转向自适应控制策略的履带车辆仿真模型,进行了6种给定转向工况的仿真.结果说明,在应用自适应控制后,当地面转向阻力变化时,履带车辆能够获得期望的转向角速度响应.自适应控制策略保持车辆转向稳定性的控制能力良好,且简化了驾驶员操纵,降低了电机控制难度.     

履带车辆双电机耦合驱动系统同步特性

为提高双电机耦合驱动履带车辆直驶稳定性,从机械及控制两个方面对驱动系统输出同步问题进行研究。对驱动系统中的耦合机构负载均衡原理进行分析,得出耦合机构可以使其两个输出 端的负载差传递到两个输入端后降低60%～80%. 通过深入分析双电机耦合驱动系统同步运行的影响因素,提出基于模糊PID的偏差耦合同步控制策略,对两侧电机控制误差存在差异及驱动系统输出端存在不平衡负载状态下,有、无同步控制的情况进行仿真对比,并进行基于实车平台的双电机耦合驱动系统同步性能试验。仿真及试验结果表明,利用机械、控制相结合的方法很好地解决了双电机耦合驱动履带车辆直驶同步的难题。     

双侧电传动履带车辆模糊前馈-反馈转向控制

针对双侧电传动履带车辆转向控制存在目标跟踪慢和抗干扰性能差等问题,通过车辆动力学分析和驾驶员操控信号解析,在直接转矩控制的基础上设计了一种模糊前馈-反馈转向控制算法。该算法将方向盘转角及变化率作为模糊控制输入,对两侧电机目标转矩进行前馈补偿;采用转向半径的偏差及变化率作为模糊控制输入,对目标转矩差进行反馈修正。通过实时仿真系统dSPACE平台构建车辆的硬件在环实时仿真平台,对控制策略的实时性和可行性进行了验证。结果表明,模糊前馈-反馈控制在车辆不同速度和不同转向半径工况下均能有效缩短转向动态响应时间,同时转向轨迹的抗扰性能得到了提高,实现了车辆快速稳定转向。     

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。     

基于李雅普诺夫和相平面图的车辆失稳机理研究

为了提高分布式驱动无人驾驶平台的操纵稳定性,基于李雅普诺夫第一法和相平面图对车辆的失稳机理进行了系统的分析.首先建立基于Fiala轮胎模型的非线性二自由度车辆动力学模型;然后对车辆非线性系统平衡点进行求解并分析;最后在不同工况下分析车辆的质心侧偏角和横摆角速度相平面图,并对稳定性条件和失稳机理进行了分析.研究结果表明:当车轮转向角小于分叉点对应的转向角度时,车辆能够很好地执行驾驶意图;当车轮转向角大于分叉点对应的角度,则稳定平衡点消失,从而导致车辆失稳.该方法为车辆稳定性分析提供了理论依据.     

轮式装甲车辆不同差速器方案操纵稳定性仿真研究

以某轮式装甲车辆为研究对象,通过建立虚拟样机,使用动力学仿真分析软件按国军标试验规范模拟了其稳态回转性能等相关科目仿真,对不同差速器方案对该车操纵稳定性的影响进行了分析,综合评价了车辆在不同差速器方案下的操纵稳定性,通过相应试验科目结果对比,证明仿真模型正确,仿真结果可信。     

履带车辆电传动转向性能半实物仿真分析

针对双电机耦合驱动的履带车辆,提出了基于模型参考的自适应转向控制方法,实现车辆转向的动态补偿控制,建立了转向性能仿真模型,构建了转向性能半实物仿真平台,在柏油路和农村松软路两种路面下,进行车辆转向性能半实物仿真.结果表明,双电机耦合驱动的履带车辆相对转向半径误差较小,转向稳定性好.     

四轮转向汽车操纵稳定性分析

建立了二自由度四轮转向汽车模型的动力学方程,对其进行系统的理论分析得出了四轮转向汽车的质心侧偏角、横摆角速度、侧向加速度与前轮转角的传递函数.基于某四轮转向样车,对以零质心侧偏角为控制目标的前后轮转角比例四轮转向车辆的操纵动力学进行了仿真分析,将仿真结果与前轮转向车辆进行对比,阐明了四轮转向车辆的性能优势.研究结果可为评价四轮转向车辆的设计提供理论依据.     

混合动力履带车辆机电复合制动力分配策略研究

为解决双侧电驱动履带车辆复合制动问题,提出一种机械、电气制动力模糊分配控制策略,通过制定以踏板信号和车辆行驶速度为输入的模糊规则在线实时分配电气、机械制动比例,并考虑电制动实际存在的约束,提高车辆复合制动匹配效果。其次,建立了整车驱动电机系统、机械制动系统以及车辆动力学实时仿真模型,进行了多种制动强度下的驾驶员在环的控制原型仿真试验,仿真结果表明复合制动系统能够在有效回收制动能量的同时,实现平稳制动。     

高速履带车辆横摆运动响应特性分析与试验验证

为研究高速履带车辆操纵特性,奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础,建立了高速履带车辆非线性转向动力学模型及2自由度线性转向动力学模型,并对模型进行试验验证。利用2自由度线性模型推导了高速履带车辆横摆运动传递函数,基于此进行了高速履带车辆横摆运动时域和频域响应特性分析,提出履带车辆稳态横摆角速度增益及临界阻尼车速的定义。研究结果表明：履带车辆稳态横摆角速度增益均小于1,履带车辆具有不足转向特性;履带车辆系统阻尼比在1左右;当车速小于临界阻尼车速时,车辆系统为过阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间在0.2 s内;当车速等于临界阻尼车速时,车辆系统为临界阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间大于10 s;当车速大于临界阻尼车速时,车辆系统为欠阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间迅速减小至2～3 s。     

双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机故障模式下车辆安全控制

双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机发生故障如果不及时采取措施,极易导致车辆偏驶,甚至出现安全问题。为了保证单侧电机故障模式下的车辆安全,开展单侧电机故障模式下车辆制动避障安全控制研究。基于实车采取的一侧发生故障、另一侧及时处于故障模式的控制方式进行车辆安全性分析,提出一种双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机故障模式下车辆安全控制策略并通过RT-LAB半实物实时仿真验证。研究结果表明：该控制策略能够按照驾驶员意图,在单侧电机故障模式下实现不同车速下车辆不同相对转向半径的转向控制,而且面对连续的避障需求,可以稳定转向,保证履带车辆的安全。     

电传动轮式装甲车的动力性能和转向性能仿真分析

为了评估电传动轮式车辆的性能,采用多个软件联合仿真方法,构建了基于ADAMS与Matlab的某8×8轮式独立驱动电传动车辆机电联合仿真模型.通过对该车模型进行直线加速以及最高车速仿真实验、30°坡爬坡仿真实验以及转向行驶仿真实验,对所研究对象的动力性能和转向性能进行仿真分析,结果表明,该车的动力性能和转向性能均达到设计的指标要求,下一步将通过样车试验对联合仿真的结果进行验证.     

考虑履带滑转滑移的电驱动履带车辆转向控制

为消除车辆转向过程中履带滑转滑移对电驱动车辆运动学控制的影响,准确实现车辆的转向轨迹控制,对考虑履带滑转滑移的电驱动车辆转向控制策略进行研究。分析表征履带车辆转向过程滑转滑移特性的转向半径修正系数及转向角速度修正系数,在此基础上提出考虑履带滑转滑移的转向控制策略,利用转向半径修正系数及转向角速度修正系数对电机转速控制指令进行修正。通过仿真和试验,对比了不考虑履带滑转滑移的转向控制策略和考虑履带滑转滑移的转向控制策略。结果表明,考虑履带滑转滑移的转向控制策略可以准确地实现转向控制目标,验证了该转向控制策略的可行性。