本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)鉸接轉(zhuǎn)向車輛差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制

  更多相關(guān)文章： 電動(dòng)輪 鉸接轉(zhuǎn)向 模糊PID控制 差動(dòng)轉(zhuǎn)矩 橫擺力偶矩

【摘要】：隨著環(huán)境問(wèn)題和能源危機(jī)的加劇,電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)鉸接轉(zhuǎn)向車輛因?yàn)槠渚邆潆妱?dòng)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和鉸接轉(zhuǎn)向靈活的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)引起工業(yè)界廣泛的關(guān)注。鉸接轉(zhuǎn)向車輛普遍應(yīng)用液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng),液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在響應(yīng)慢,能耗高的問(wèn)題,針對(duì)此問(wèn)題,本文開(kāi)發(fā)了差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng),通過(guò)轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)前軸左右兩側(cè)電動(dòng)輪施加不同的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,外側(cè)電動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩增加,內(nèi)側(cè)電動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩減小,形成一個(gè)繞前車體質(zhì)心的橫擺力矩,與液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)協(xié)同作用,從而達(dá)到減少轉(zhuǎn)向時(shí)間,降低轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)能耗的目的。對(duì)前軸施加差動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí),需滿足外側(cè)電動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩增加量與內(nèi)側(cè)電動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩減小量相等,保證左右兩側(cè)電動(dòng)輪的總驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變,即左右兩側(cè)電動(dòng)輪的總功率維持不變,只對(duì)驅(qū)動(dòng)功率進(jìn)行重新分配,因此差動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí),電動(dòng)輪的額外能耗可以忽略。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)、直接橫擺力矩和鉸接轉(zhuǎn)向研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)鉸接轉(zhuǎn)向車輛差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制。理論分析鉸接轉(zhuǎn)向車輛的動(dòng)力學(xué)和鉸接轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué),驗(yàn)證差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向在理論上的可行性。利用ADAMS和AMESim軟件分別建立了車輛模型和液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型,搭建了電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)鉸接轉(zhuǎn)向模型試驗(yàn)車,以仿真結(jié)合模型車實(shí)驗(yàn)的方法,對(duì)差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制的可行性進(jìn)行了初步驗(yàn)證。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明,差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向具有可行性,施加差動(dòng)轉(zhuǎn)矩能夠減少轉(zhuǎn)向時(shí)間,改善轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性,降低液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能耗。然后制定了基于模糊自整定PID控制算法的差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制策略,控制系統(tǒng)輸入為前后車體期望鉸接角與當(dāng)前鉸接角的差值,輸出為前軸左右兩側(cè)電動(dòng)輪差動(dòng)轉(zhuǎn)矩,再將該轉(zhuǎn)矩輸入到滑轉(zhuǎn)率控制系統(tǒng),防止轉(zhuǎn)矩增加一側(cè)電動(dòng)輪過(guò)度滑轉(zhuǎn),輸出各電動(dòng)輪的需求轉(zhuǎn)矩到電動(dòng)輪模型,電動(dòng)輪模型輸出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩作用到車輛模型,使前軸外側(cè)電動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加,內(nèi)側(cè)電動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小,形成一個(gè)橫擺力矩,與液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)協(xié)同作用,完成轉(zhuǎn)向行為。最后,將建立的ADAMS車輛模型和AMESim液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型導(dǎo)入Simulink中,搭建了包括車輛模型、液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型、電動(dòng)輪模型、差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)模型和滑轉(zhuǎn)率控制系統(tǒng)模型在內(nèi)的整車仿真模型,整車仿真模型輸入期望的鉸接角和四個(gè)電動(dòng)輪的初始驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。利用搭建的整車仿真模型,對(duì)差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制策略進(jìn)行原地轉(zhuǎn)向和J形轉(zhuǎn)向兩種工況的仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)能夠減少轉(zhuǎn)向時(shí)間,降低液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能量消耗。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)輪 鉸接轉(zhuǎn)向 模糊PID控制 差動(dòng)轉(zhuǎn)矩 橫擺力偶矩
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 課題研究的背景11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)介紹13-17
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外直接橫擺力偶矩控制研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 鉸接轉(zhuǎn)向車輛差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向概念的提出19-23
• 1.3.1 鉸接轉(zhuǎn)向技術(shù)介紹20-21
• 1.3.2 差動(dòng)轉(zhuǎn)向介紹21-22
• 1.3.3 差動(dòng)助力轉(zhuǎn)向介紹22-23
• 1.4 論文的選題意義與研究?jī)?nèi)容23-25
• 1.4.1 論文的選題意義23-24
• 1.4.2 論文的研究?jī)?nèi)容24-25
• 第2章 車輛動(dòng)力學(xué)理論推導(dǎo)及差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向基本原理25-45
• 2.1 車輛動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)25-33
• 2.1.1 四自由度車體動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)25-28
• 2.1.2 轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)28-31
• 2.1.3 電動(dòng)輪模型31-33
• 2.2 鉸接轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析33-36
• 2.2.1 轉(zhuǎn)向液壓缸活塞桿位移與鉸接角的關(guān)系34-35
• 2.2.2 前后車體鉸點(diǎn)到轉(zhuǎn)向液壓缸的力臂與鉸接角的關(guān)系35-36
• 2.3 鉸接轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)分析36-39
• 2.3.1 原地轉(zhuǎn)向阻力矩分析36-37
• 2.3.2 求解轉(zhuǎn)向阻力矩37-39
• 2.4 差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制的基本原理39-43
• 2.4.1 差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制的工作原理39-41
• 2.4.2 差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向的節(jié)能機(jī)理41-43
• 2.5 本章小結(jié)43-45
• 第3章 車輛模型與液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型建立45-61
• 3.1 基于ADAMS的車輛模型45-52
• 3.1.1 利用CATIA三維建模軟件建立車輛的物理模型45-46
• 3.1.2 CATIA三維模型導(dǎo)入ADAMS46-47
• 3.1.3 UA輪胎模型47-52
• 3.2 基于AMESim的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型52-56
• 3.2.1 負(fù)荷敏感液壓泵53-54
• 3.2.2 轉(zhuǎn)向器模型54
• 3.2.3 液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)初步仿真結(jié)果54-56
• 3.3 聯(lián)合仿真設(shè)置56-60
• 3.3.1 ADAMS與AMESim聯(lián)合仿真設(shè)置56-58
• 3.3.2 ADAMS車輛模型導(dǎo)入Simulink58-59
• 3.3.3 AMESim液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型導(dǎo)入Simulink59-60
• 3.4 本章小結(jié)60-61
• 第4章 差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向可行性驗(yàn)證61-79
• 4.1 差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向可行性的聯(lián)合仿真驗(yàn)證61-68
• 4.1.1 聯(lián)合仿真平臺(tái)搭建61-63
• 4.1.2 原地轉(zhuǎn)向仿真實(shí)驗(yàn)63-65
• 4.1.3 J形轉(zhuǎn)向仿真實(shí)驗(yàn)65-68
• 4.2 電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)鉸接轉(zhuǎn)向模型車試驗(yàn)驗(yàn)證68-77
• 4.2.1 搭建電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)鉸接轉(zhuǎn)向模型試驗(yàn)車69-71
• 4.2.2 電動(dòng)輪、轉(zhuǎn)向推桿電機(jī)控制及信號(hào)采集71-72
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果72-77
• 4.3 本章小結(jié)77-79
• 第5章 差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制策略仿真驗(yàn)證79-97
• 5.1 模糊自整定PID控制方法79-85
• 5.1.1 模糊自整定PID控制原理79-81
• 5.1.2 模糊自整定PID控制器的設(shè)計(jì)計(jì)算81-85
• 5.2 差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)及整車仿真模型85-91
• 5.2.1 差動(dòng)協(xié)同轉(zhuǎn)向控制策略及仿真模型85-89
• 5.2.2 整車控制流程和仿真模型89-91
• 5.3 仿真結(jié)果分析91-96
• 5.4 本章小結(jié)96-97
• 第6章 全文總結(jié)與研究展望97-99
• 6.1 全文總結(jié)97-98
• 6.2 研究展望98-99
• 參考文獻(xiàn)99-107
• 作者簡(jiǎn)介及研究成果107-109
• 致謝109

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1008207