高速機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定控制研究
發(fā)布時(shí)間:2023-01-25 16:47
隨著坦克裝甲車輛最高速度和越野速度的大幅提高,其轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性問(wèn)題開(kāi)始受到人們的重視。近年來(lái)機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展迅速,本文研究的電傳動(dòng)履帶車輛采用轉(zhuǎn)向電機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向,與液壓泵馬達(dá)相比,電機(jī)轉(zhuǎn)向具有響應(yīng)快、控制精確等優(yōu)點(diǎn),為履帶車輛實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)異的轉(zhuǎn)向過(guò)程控制提供了更好的硬件基礎(chǔ)。另一方面輪式車輛穩(wěn)定性控制理論已經(jīng)非常成熟,相關(guān)產(chǎn)品投入使用并受到消費(fèi)市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可,也為本文研究高速履帶車輛轉(zhuǎn)向提供良好的參考。因此本文將對(duì)高速機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定控制展開(kāi)研究。首先基于Matlab/Simulink軟件,建立高精度的面向?qū)崟r(shí)控制的履帶車輛轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)模型?紤]兩側(cè)履帶的滑轉(zhuǎn)滑移和轉(zhuǎn)向離心力,將車輛受力表達(dá)為履帶與地面剪切位移的關(guān)系式。利用軟件進(jìn)行迭代求解,從而更加精確的模擬履帶車輛轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)過(guò)程。將該模型整合到機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)模型中,建立目前裝備該傳動(dòng)裝置實(shí)驗(yàn)車輛所采用的轉(zhuǎn)速控制策略。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),一方面還原轉(zhuǎn)速控制策略下,實(shí)際履帶車輛轉(zhuǎn)向過(guò)程中可能產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)失穩(wěn)現(xiàn)象并分析其中的原因;另一方面,總結(jié)轉(zhuǎn)速控制策略下履帶車輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性。為轉(zhuǎn)向過(guò)程精確控制奠定基礎(chǔ)。在上述分析基礎(chǔ)上建立理想軌跡自...
【文章頁(yè)數(shù)】:104 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究意義
1.2 履帶受力模型及整車動(dòng)力學(xué)模型研究現(xiàn)狀
1.2.1 經(jīng)驗(yàn)階段
1.2.2 半經(jīng)驗(yàn)階段
1.2.3 理論分析階段
1.2.4 其他建模方式
1.3 電傳動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向控制策略研究現(xiàn)狀
1.3.1 轉(zhuǎn)速控制策略
1.3.2 轉(zhuǎn)矩控制策略
1.3.3 自適應(yīng)控制策略
1.3.4 基于轉(zhuǎn)向角速度負(fù)反饋的控制策略
1.4 研究現(xiàn)狀總結(jié)
第2章 履帶車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模與仿真
2.1 機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)介紹
2.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)模型
2.1.3 電機(jī)模型
2.1.4 電池模型
2.1.5 耦合機(jī)構(gòu)模型
2.2 履帶車輛轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)模型
2.2.1 假設(shè)條件
2.2.2 轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.2.3 履帶地面相互作用力
2.2.4 轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)方程
2.2.5 轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)模型建模
2.2.6 轉(zhuǎn)向性能參數(shù)
2.3 轉(zhuǎn)速控制策略建模
2.4 轉(zhuǎn)向失穩(wěn)仿真驗(yàn)證
2.4.2 側(cè)滑導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向失穩(wěn)驗(yàn)證與分析
2.4.3 地面擾動(dòng)導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向失穩(wěn)驗(yàn)證與分析
2.5 轉(zhuǎn)向穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性
2.6 轉(zhuǎn)向角速度修正系數(shù)影響因素
2.7 本章小結(jié)
第3章 理想軌跡自適應(yīng)PID跟蹤控制策略建模
3.1 控制策略結(jié)構(gòu)
3.2 控制變量的選擇
3.3 履帶車輛轉(zhuǎn)向理想模型
3.3.1 理想轉(zhuǎn)向特性
3.3.2 履帶車輛二自由度模型
3.3.3 履帶車輛線性二自由度模型轉(zhuǎn)向特性
3.3.4 理想模型建模
3.4 防失穩(wěn)策略
3.4.1 防側(cè)翻失穩(wěn)
3.4.2 防側(cè)滑失穩(wěn)
3.5 基于PID控制的轉(zhuǎn)向電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩
3.5.1 PID控制介紹
3.5.2 轉(zhuǎn)向電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩
3.6 本章小結(jié)
第4章 實(shí)際轉(zhuǎn)向角速度估計(jì)
4.1 轉(zhuǎn)向角速度測(cè)量模型
4.2 線性區(qū)卡爾曼遞推算法
4.3 非線性區(qū)固定增益算法
4.4 履帶速差階躍輸入試驗(yàn)
4.5 履帶速差正弦輸入試驗(yàn)
4.6 不同路面附著系數(shù)試驗(yàn)
4.7 本章小結(jié)
第5章 理想軌跡自適應(yīng)PID跟蹤控制策略仿真驗(yàn)證
5.2 防側(cè)滑策略驗(yàn)證
5.2.1 高速高附著路面
5.2.2 中等車速低附著路面
5.2.3 高速低附著路面
5.3 地面隨機(jī)擾動(dòng)下穩(wěn)定轉(zhuǎn)向驗(yàn)證
5.3.1 低速小半徑
5.3.2 高速大半徑
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電傳動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向自適應(yīng)控制策略仿真分析[J]. 劉翼,蓋江濤,陳泳丹,萬(wàn)帆. 車輛與動(dòng)力技術(shù). 2015(01)
[2]高速履帶車輛轉(zhuǎn)向過(guò)程分析與試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 王紅巖,王欽龍,芮強(qiáng),蓋江濤,周廣明,萬(wàn)麗,張芳. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(16)
[3]基于卡爾曼濾波的半掛汽車列車軟測(cè)量技術(shù)[J]. 張向南,趙津,衣豐艷. 儀表技術(shù)與傳感器. 2014(05)
[4]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)路面識(shí)別算法研究[J]. 林程,王剛,曹萬(wàn)科,周逢軍. 汽車工程. 2014(03)
[5]用于汽車穩(wěn)定性控制的路面附著識(shí)別算法[J]. 李亮,朱宏軍,陳杰,宋健,冉旭. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[6]基于PID參數(shù)模糊自適應(yīng)的汽車EPS助力特性研究[J]. 趙樹(shù)恩,劉文文,屈賢,劉淅. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2014(01)
[7]基于橫擺角速度負(fù)反饋的電傳動(dòng)履帶車輛原地轉(zhuǎn)向控制策略[J]. 陳澤宇,趙廣耀,翟麗,佟尚鍔. 中國(guó)機(jī)械工程. 2013(22)
[8]基于卡爾曼濾波的車輛側(cè)偏角軟測(cè)量[J]. 沈法鵬,趙又群,林棻. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(10)
[9]零差速電傳動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向負(fù)載自適應(yīng)控制策略研究[J]. 劉翼,毛明,馬曉楓,蓋江濤. 車輛與動(dòng)力技術(shù). 2013(01)
[10]考慮路面不平度的路面識(shí)別方法[J]. 王博,孫仁云,徐延海,吳聿東. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(24)
碩士論文
[1]用于ESP系統(tǒng)的汽車狀態(tài)參數(shù)估計(jì)方法研究[D]. 李金龍.吉林大學(xué) 2014
本文編號(hào):3731579
【文章頁(yè)數(shù)】:104 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究意義
1.2 履帶受力模型及整車動(dòng)力學(xué)模型研究現(xiàn)狀
1.2.1 經(jīng)驗(yàn)階段
1.2.2 半經(jīng)驗(yàn)階段
1.2.3 理論分析階段
1.2.4 其他建模方式
1.3 電傳動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向控制策略研究現(xiàn)狀
1.3.1 轉(zhuǎn)速控制策略
1.3.2 轉(zhuǎn)矩控制策略
1.3.3 自適應(yīng)控制策略
1.3.4 基于轉(zhuǎn)向角速度負(fù)反饋的控制策略
1.4 研究現(xiàn)狀總結(jié)
第2章 履帶車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模與仿真
2.1 機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)介紹
2.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)模型
2.1.3 電機(jī)模型
2.1.4 電池模型
2.1.5 耦合機(jī)構(gòu)模型
2.2 履帶車輛轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)模型
2.2.1 假設(shè)條件
2.2.2 轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.2.3 履帶地面相互作用力
2.2.4 轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)方程
2.2.5 轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)模型建模
2.2.6 轉(zhuǎn)向性能參數(shù)
2.3 轉(zhuǎn)速控制策略建模
2.4 轉(zhuǎn)向失穩(wěn)仿真驗(yàn)證
2.4.2 側(cè)滑導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向失穩(wěn)驗(yàn)證與分析
2.4.3 地面擾動(dòng)導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向失穩(wěn)驗(yàn)證與分析
2.5 轉(zhuǎn)向穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性
2.6 轉(zhuǎn)向角速度修正系數(shù)影響因素
2.7 本章小結(jié)
第3章 理想軌跡自適應(yīng)PID跟蹤控制策略建模
3.1 控制策略結(jié)構(gòu)
3.2 控制變量的選擇
3.3 履帶車輛轉(zhuǎn)向理想模型
3.3.1 理想轉(zhuǎn)向特性
3.3.2 履帶車輛二自由度模型
3.3.3 履帶車輛線性二自由度模型轉(zhuǎn)向特性
3.3.4 理想模型建模
3.4 防失穩(wěn)策略
3.4.1 防側(cè)翻失穩(wěn)
3.4.2 防側(cè)滑失穩(wěn)
3.5 基于PID控制的轉(zhuǎn)向電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩
3.5.1 PID控制介紹
3.5.2 轉(zhuǎn)向電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩
3.6 本章小結(jié)
第4章 實(shí)際轉(zhuǎn)向角速度估計(jì)
4.1 轉(zhuǎn)向角速度測(cè)量模型
4.2 線性區(qū)卡爾曼遞推算法
4.3 非線性區(qū)固定增益算法
4.4 履帶速差階躍輸入試驗(yàn)
4.5 履帶速差正弦輸入試驗(yàn)
4.6 不同路面附著系數(shù)試驗(yàn)
4.7 本章小結(jié)
第5章 理想軌跡自適應(yīng)PID跟蹤控制策略仿真驗(yàn)證
5.2 防側(cè)滑策略驗(yàn)證
5.2.1 高速高附著路面
5.2.2 中等車速低附著路面
5.2.3 高速低附著路面
5.3 地面隨機(jī)擾動(dòng)下穩(wěn)定轉(zhuǎn)向驗(yàn)證
5.3.1 低速小半徑
5.3.2 高速大半徑
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電傳動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向自適應(yīng)控制策略仿真分析[J]. 劉翼,蓋江濤,陳泳丹,萬(wàn)帆. 車輛與動(dòng)力技術(shù). 2015(01)
[2]高速履帶車輛轉(zhuǎn)向過(guò)程分析與試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 王紅巖,王欽龍,芮強(qiáng),蓋江濤,周廣明,萬(wàn)麗,張芳. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(16)
[3]基于卡爾曼濾波的半掛汽車列車軟測(cè)量技術(shù)[J]. 張向南,趙津,衣豐艷. 儀表技術(shù)與傳感器. 2014(05)
[4]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)路面識(shí)別算法研究[J]. 林程,王剛,曹萬(wàn)科,周逢軍. 汽車工程. 2014(03)
[5]用于汽車穩(wěn)定性控制的路面附著識(shí)別算法[J]. 李亮,朱宏軍,陳杰,宋健,冉旭. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[6]基于PID參數(shù)模糊自適應(yīng)的汽車EPS助力特性研究[J]. 趙樹(shù)恩,劉文文,屈賢,劉淅. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2014(01)
[7]基于橫擺角速度負(fù)反饋的電傳動(dòng)履帶車輛原地轉(zhuǎn)向控制策略[J]. 陳澤宇,趙廣耀,翟麗,佟尚鍔. 中國(guó)機(jī)械工程. 2013(22)
[8]基于卡爾曼濾波的車輛側(cè)偏角軟測(cè)量[J]. 沈法鵬,趙又群,林棻. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(10)
[9]零差速電傳動(dòng)履帶車輛轉(zhuǎn)向負(fù)載自適應(yīng)控制策略研究[J]. 劉翼,毛明,馬曉楓,蓋江濤. 車輛與動(dòng)力技術(shù). 2013(01)
[10]考慮路面不平度的路面識(shí)別方法[J]. 王博,孫仁云,徐延海,吳聿東. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(24)
碩士論文
[1]用于ESP系統(tǒng)的汽車狀態(tài)參數(shù)估計(jì)方法研究[D]. 李金龍.吉林大學(xué) 2014
本文編號(hào):3731579
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