基于路面狀態(tài)識別的裝載機限滑差速器防滑性能研究
發(fā)布時間:2021-07-09 10:07
輪式裝載機由于其所處工作環(huán)境復雜,經(jīng)常會在分離附著路面、不平路面等的工地上行駛和進行鏟掘作業(yè)時發(fā)生不同程度的驅動輪過度滑轉。輪胎的過度滑轉會造成裝載機機動性、動力性、經(jīng)濟性、作業(yè)效率等大大降低,而車輛驅動防滑控制系統(tǒng)(ASR)可以有效提高車輛在不同路面工況下的操縱穩(wěn)定性和行駛安全性,對有效減少驅動輪過度滑轉造成的輪胎快速磨損、提高工程作業(yè)效率具有重要的工程意義和研究價值。在查閱了國內外相關文獻和資料的基礎上,本文以ZL50型輪式裝載機為研究對象。首先,以限滑差速器為防滑控制方式,介紹了其結構與工作特性及液壓系統(tǒng)分析,并對其進行了運動學、動力學分析及SIMULINK建模。在分析ZL50型裝載機的動力傳動系統(tǒng)結構組成與工作特性基礎上分別建立了發(fā)動機與液力變矩器匹配模型、變速器、驅動橋、驅動輪、輪胎和裝載機整機驅動動力學數(shù)學模型以及轉向運動學動力學模型。根據(jù)建立的動力傳動系統(tǒng)各部件數(shù)學模型在MATLAB/Simulink環(huán)境下分別搭建其相應仿真模型。其次,在裝載機滑轉率控制目標上僅憑人為經(jīng)驗設定所存在的不足,設計了一種以驅動輪角加速度為判別參數(shù)的路面狀態(tài)識別方法。該方法用于識別不同路面工況下...
【文章來源】:浙江理工大學浙江省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外驅動防滑研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
1.3 驅動防滑控制原理
1.4 驅動防滑控制方式與控制算法
1.4.1 控制方式
1.4.2 控制算法
1.5 驅動防滑研究平臺
1.6 論文研究的主要內容
第二章 裝載機限滑差速器工作特性及SIMULINK建模
2.1 差速器
2.2 電液式主動限滑差速器
2.2.1 限滑差速器結構分析
2.2.2 限滑差速器液壓系統(tǒng)分析
2.3 限滑差速器運動學、動力學分析及SIMULINK建模
2.4 本章小結
第三章 基于限滑差速器的裝載機整車驅動動力學建模
3.1 裝載機傳動系統(tǒng)結構組成及工作特性
3.1.1 裝載機動力傳動系統(tǒng)結構組成
3.1.2 裝載機動力傳動系統(tǒng)工作特性
3.2 發(fā)動機與液力變矩器匹配模型
3.3 變速器模型
3.4 驅動橋模型
3.5 輪胎與驅動車輪模型
3.5.1 輪胎模型
3.5.2 驅動車輪模型
3.6 整車模型
3.7 轉向運動學及動力學建模
3.7.1 轉向運動學分析
3.7.2 轉向動力學分析
3.8 本章小結
第四章 裝載機四輪驅動防滑控制系統(tǒng)設計
4.1 路面狀態(tài)識別方法
4.2 F控制與PID控制組成及基本原理
4.2.1 模糊控制
4.2.2 PID控制
4.2.3 模糊控制算法和PID控制算法的比較
4.3 驅動防滑系統(tǒng)復合控制器的設計
4.3.1 模糊控制器結構設計
4.3.2 系統(tǒng)量化因子及比例因子確定
4.3.3 隸屬函數(shù)的設計
4.3.4 模糊規(guī)則的設計
4.3.5 反模糊化
4.3.6 復合控制器
4.4 復合控制器SIMULINK仿真模型的搭建
4.5 本章小結
第五章 仿真結果及分析
5.1 限滑差速器控制策略
5.2 裝載機驅動防滑系統(tǒng)仿真參數(shù)及整車模型的搭建
5.2.1 仿真參數(shù)
5.2.2 裝載機整車防滑系統(tǒng)SIMULINK仿真模型的搭建
5.3 裝載機直行驅動過程仿真
5.3.1 仿真條件
5.3.2 仿真結果分析
5.4 裝載機轉向驅動過程仿真
5.4.1 轉向仿真條件
5.4.2 仿真結果分析
5.5 本章小結
第六章 總結與展望
6.1 全文總結
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]電動車驅動防滑控制策略研究[J]. 段敏,郭文濤,李剛,于倩. 機械設計與制造. 2016(02)
[2]基于路面動態(tài)識別的ASR仿真研究[J]. 張曉龍,孫仁云,葛恒勇,原杰. 湖北汽車工業(yè)學院學報. 2014(04)
[3]基于模糊控制技術的全輪獨立驅動車輛防滑控制研究[J]. 鐘敬武,陽貴兵,廖自力,劉春光. 火炮發(fā)射與控制學報. 2014(03)
[4]基于模糊路面識別的4WID電動車驅動防滑控制[J]. 李剛,宗長富,張強,洪偉. 華南理工大學學報(自然科學版). 2012(12)
[5]基于滑轉率的拖拉機自動耕深模糊控制仿真[J]. 白學峰,魯植雄,常江雪,李和,周偉偉. 農業(yè)機械學報. 2012(S1)
[6]粘性限滑差速器原理與應用研究[J]. 祁炳楠,張利鵬. 機械設計與制造. 2010(06)
[7]客車驅動防滑系統(tǒng)控制算法的研究[J]. 王磊. 機械研究與應用. 2010(02)
[8]中國工程機械行業(yè)的回顧與瞻望[J]. 楊紅旗. 工程機械與維修. 2009(10)
[9]車輛防滑控制原型硬件在環(huán)試驗[J]. 趙健,李靜,吳云平,李幼德,宋大鳳,吳堅. 吉林大學學報(工學版). 2006(S2)
[10]New Adaptive Approach for Road Condition Identification in ASR Control System[J]. 張景波,馬岳峰,劉昭度,齊志權. Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition). 2006(01)
碩士論文
[1]倒立擺系統(tǒng)的模糊控制器設計及研究[D]. 楊雨雨.中原工學院 2014
[2]基于模糊算法的工程機械驅動防滑控制系統(tǒng)的設計與研究[D]. 殷新東.南京農業(yè)大學 2011
[3]基于模糊控制的外磁驅動血泵電機控制系統(tǒng)研究[D]. 王冀.燕山大學 2009
[4]汽車ASR對開路面控制算法研究[D]. 鄭曉雯.吉林大學 2008
[5]4×4輕型汽車牽引力綜合協(xié)調控制系統(tǒng)研究[D]. 余星毅.吉林大學 2008
[6]汽車ASR系統(tǒng)混合驅動控制算法研究[D]. 胡傳明.吉林大學 2007
[7]工程車輛四參數(shù)自動變速控制系統(tǒng)研究[D]. 崔功杰.吉林大學 2006
[8]防滑差速器的應用研究[D]. 毛嘯滇.合肥工業(yè)大學 2006
[9]輪式裝載機牽引性能匹配研究[D]. 陳莉.吉林大學 2005
[10]依維柯汽車TCS神經(jīng)PI自適應控制及車速估算算法研究[D]. 石桂花.吉林大學 2005
本文編號:3273545
【文章來源】:浙江理工大學浙江省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外驅動防滑研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
1.3 驅動防滑控制原理
1.4 驅動防滑控制方式與控制算法
1.4.1 控制方式
1.4.2 控制算法
1.5 驅動防滑研究平臺
1.6 論文研究的主要內容
第二章 裝載機限滑差速器工作特性及SIMULINK建模
2.1 差速器
2.2 電液式主動限滑差速器
2.2.1 限滑差速器結構分析
2.2.2 限滑差速器液壓系統(tǒng)分析
2.3 限滑差速器運動學、動力學分析及SIMULINK建模
2.4 本章小結
第三章 基于限滑差速器的裝載機整車驅動動力學建模
3.1 裝載機傳動系統(tǒng)結構組成及工作特性
3.1.1 裝載機動力傳動系統(tǒng)結構組成
3.1.2 裝載機動力傳動系統(tǒng)工作特性
3.2 發(fā)動機與液力變矩器匹配模型
3.3 變速器模型
3.4 驅動橋模型
3.5 輪胎與驅動車輪模型
3.5.1 輪胎模型
3.5.2 驅動車輪模型
3.6 整車模型
3.7 轉向運動學及動力學建模
3.7.1 轉向運動學分析
3.7.2 轉向動力學分析
3.8 本章小結
第四章 裝載機四輪驅動防滑控制系統(tǒng)設計
4.1 路面狀態(tài)識別方法
4.2 F控制與PID控制組成及基本原理
4.2.1 模糊控制
4.2.2 PID控制
4.2.3 模糊控制算法和PID控制算法的比較
4.3 驅動防滑系統(tǒng)復合控制器的設計
4.3.1 模糊控制器結構設計
4.3.2 系統(tǒng)量化因子及比例因子確定
4.3.3 隸屬函數(shù)的設計
4.3.4 模糊規(guī)則的設計
4.3.5 反模糊化
4.3.6 復合控制器
4.4 復合控制器SIMULINK仿真模型的搭建
4.5 本章小結
第五章 仿真結果及分析
5.1 限滑差速器控制策略
5.2 裝載機驅動防滑系統(tǒng)仿真參數(shù)及整車模型的搭建
5.2.1 仿真參數(shù)
5.2.2 裝載機整車防滑系統(tǒng)SIMULINK仿真模型的搭建
5.3 裝載機直行驅動過程仿真
5.3.1 仿真條件
5.3.2 仿真結果分析
5.4 裝載機轉向驅動過程仿真
5.4.1 轉向仿真條件
5.4.2 仿真結果分析
5.5 本章小結
第六章 總結與展望
6.1 全文總結
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]電動車驅動防滑控制策略研究[J]. 段敏,郭文濤,李剛,于倩. 機械設計與制造. 2016(02)
[2]基于路面動態(tài)識別的ASR仿真研究[J]. 張曉龍,孫仁云,葛恒勇,原杰. 湖北汽車工業(yè)學院學報. 2014(04)
[3]基于模糊控制技術的全輪獨立驅動車輛防滑控制研究[J]. 鐘敬武,陽貴兵,廖自力,劉春光. 火炮發(fā)射與控制學報. 2014(03)
[4]基于模糊路面識別的4WID電動車驅動防滑控制[J]. 李剛,宗長富,張強,洪偉. 華南理工大學學報(自然科學版). 2012(12)
[5]基于滑轉率的拖拉機自動耕深模糊控制仿真[J]. 白學峰,魯植雄,常江雪,李和,周偉偉. 農業(yè)機械學報. 2012(S1)
[6]粘性限滑差速器原理與應用研究[J]. 祁炳楠,張利鵬. 機械設計與制造. 2010(06)
[7]客車驅動防滑系統(tǒng)控制算法的研究[J]. 王磊. 機械研究與應用. 2010(02)
[8]中國工程機械行業(yè)的回顧與瞻望[J]. 楊紅旗. 工程機械與維修. 2009(10)
[9]車輛防滑控制原型硬件在環(huán)試驗[J]. 趙健,李靜,吳云平,李幼德,宋大鳳,吳堅. 吉林大學學報(工學版). 2006(S2)
[10]New Adaptive Approach for Road Condition Identification in ASR Control System[J]. 張景波,馬岳峰,劉昭度,齊志權. Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition). 2006(01)
碩士論文
[1]倒立擺系統(tǒng)的模糊控制器設計及研究[D]. 楊雨雨.中原工學院 2014
[2]基于模糊算法的工程機械驅動防滑控制系統(tǒng)的設計與研究[D]. 殷新東.南京農業(yè)大學 2011
[3]基于模糊控制的外磁驅動血泵電機控制系統(tǒng)研究[D]. 王冀.燕山大學 2009
[4]汽車ASR對開路面控制算法研究[D]. 鄭曉雯.吉林大學 2008
[5]4×4輕型汽車牽引力綜合協(xié)調控制系統(tǒng)研究[D]. 余星毅.吉林大學 2008
[6]汽車ASR系統(tǒng)混合驅動控制算法研究[D]. 胡傳明.吉林大學 2007
[7]工程車輛四參數(shù)自動變速控制系統(tǒng)研究[D]. 崔功杰.吉林大學 2006
[8]防滑差速器的應用研究[D]. 毛嘯滇.合肥工業(yè)大學 2006
[9]輪式裝載機牽引性能匹配研究[D]. 陳莉.吉林大學 2005
[10]依維柯汽車TCS神經(jīng)PI自適應控制及車速估算算法研究[D]. 石桂花.吉林大學 2005
本文編號:3273545
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