本文選題：電動輪自卸車 + 差速控制��； 參考：《華南理工大學》2016年碩士論文

【摘要】：60噸鉸接式電動輪自卸車由于六輪獨立、精準可控,具有傳統(tǒng)機械傳動自卸車無可比擬的優(yōu)越性,已經(jīng)成為了露天煤礦行業(yè)的主要運輸工具。然而,電動輪驅動擁有更多控制自由度的同時,也帶來了六輪差速控制問題。針對現(xiàn)有的差速控制策略只是簡單地實現(xiàn)差速,但由于忽略整車橫擺控制和驅動防滑控制而導致整車動力學性能較差的難題,從整車控制層面出發(fā)研究簡單可行的差速控制策略,實現(xiàn)不同工況下六輪協(xié)調(diào)工作。首先,對電傳動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)的組成、原理和特性進行分析;推導并分析左右轉向液壓缸的運動學關系,計算最大轉向角、進油壓力、回油壓力等參數(shù);推導并計算前車體油氣懸架剛度及阻尼相關參數(shù)。其次,分析前后車體的速度、加速度及受力關系,基于拉格朗日方程法推導包含整車縱向、側向、橫擺及前車身側傾自由度的整車動力學數(shù)學模型;建立Gim理論輪胎模型及車輪法向載荷、輪胎動坐標速度、輪胎側偏角、車輪旋轉動力學和路面輸入等輔助計算模型;搭建整車Simulink模型并驗證模型的正確性。另外,基于Ackermann轉向理論推導各輪的轉向運動學關系;分別對等轉矩控制和等滑移率控制兩種常見差速控制策略的原理進行概述,建立相關控制模型,離線仿真結果表明兩者均能實現(xiàn)差速,但都存在不足之處。提出由總驅動功率及橫擺控制功率決策層、差動驅動分配層和驅動防滑穩(wěn)定層組成的驅動力分層控制差速控制策略,其中決策層基于線性駕駛風格來確定總驅動功率,運用自抗擾控制算法來計算糾正轉向角偏差所需的橫擺控制功率;分配層將總驅動功率按軸荷進行分配,將所需的橫擺控制功率進行差動驅動分配;穩(wěn)定層設計車輪工作狀態(tài)及最優(yōu)滑移率識別算法對各輪驅動功率進行修正;通過離線仿真驗證該識別算法及差速控制策略的有效性。最后,基于Adams多體動力學軟件建立整車虛擬樣機模型,并以Matlab/Simulink為主仿真環(huán)境建立整車聯(lián)合仿真模型;分別對以上三種差速控制策略在相同工況下進行聯(lián)合仿真實驗,將實驗結果與離線仿真結果進行對比,進一步驗證等轉矩控制和等滑移率控制的不足以及驅動力分層控制策略的可行性及優(yōu)越性。
[Abstract]:The 60 ton articulated electric wheel dump truck has become the main transport tool in the opencast coal mine because of its six wheel independence, precise controllability and unparalleled superiority of the traditional mechanical drive dump truck. However, the electric wheel drive has more control freedoms and six wheel differential control problems. The strategy is simply to realize the difference speed, but because of neglecting the whole vehicle yaw control and driving anti-skid control and the problem of poor dynamic performance of the whole vehicle, the simple and feasible differential control strategy is studied from the whole vehicle control level, and six rounds of coordination work are realized under different working conditions. First, electric drive system, steering system and suspension system The kinematic relationship between the left and right steering cylinders is deduced and analyzed, and the parameters of the maximum steering angle, oil inlet pressure and oil recovery pressure are calculated. The stiffness and damping parameters of the front car body suspension are derived and calculated. Secondly, the relationship between the velocity, acceleration and the force of the body before and after the analysis is based on the Lagrange equation. The dynamic mathematical model of the whole vehicle is derived from the longitudinal, lateral, yaw and side tilt free degrees of the vehicle, and the Gim theory tire model and the wheel normal load, the tire dynamic coordinate speed, the tire side angle, the wheel rotation dynamics and the pavement input are established, and the Simulink model of the whole vehicle is built and the correctness of the model is verified. In addition, the steering kinematics relationship of each wheel is derived based on the Ackermann steering theory, and the principle of two common differential control strategies with equal torque control and equal slip rate control are summarized, and the related control model is set up. The off-line simulation results show that both of them can achieve differential speed, but both are inadequacies. The pendulum control the power decision layer, the differential drive distribution layer and the driving antiskid stable layer to control the differential speed control strategy, in which the decision layer determines the total driving power based on the linear driving style, and uses the self disturbance rejection control algorithm to calculate the yaw control power required to correct the steering angle deviation; the distribution layer makes the total driving power according to the total driving power. The axis load is allocated, the required yaw control power is distributed in differential drive, and the stability layer designs the working state of the wheel and the optimal slip rate recognition algorithm to correct the driving power of each wheel. The effectiveness of the recognition algorithm and the difference speed control strategy is verified by off-line simulation. The last one is based on the Adams multi-body dynamics software to establish the whole vehicle virtual system. The simulation model of the whole vehicle is set up with the simulation environment of Matlab/Simulink as the main simulation environment. The combined simulation experiments are carried out on the three different speed control strategies under the same working conditions. The experimental results are compared with the off-line simulation results, and the shortage of equal torque control and equal slip rate control and the driving force stratification are further verified. The feasibility and superiority of the control strategy.

【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.4

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 郭年琴;胡明振;曾愛兵;;礦用電動輪汽車經(jīng)濟壽命預測[J];金屬礦山;2008年01期

2 胡明振;郭年琴;;礦用電動輪汽車運行效率及維修成本數(shù)學模型[J];煤炭學報;2009年11期

3 嚴華;;國外電動輪汽車輪胎使用壽命[J];國外金屬礦采礦;1980年03期

4 石華;電動輪汽車的發(fā)展與前景[J];長沙礦山研究院季刊;1986年01期

5 林暾熹;電動輪汽車油脂液氣補給系統(tǒng)工藝設計[J];礦山機械;2003年03期

6 蒼晴;154t電動輪汽車無牽引故障的分析與防治[J];礦業(yè)工程;2003年04期

7 胡明振;郭年琴;;礦用電動輪汽車經(jīng)濟壽命影響因素分析與估算[J];礦山機械;2008年21期

8 吳聞;;計算機在電動輪汽車中的控制與應用[J];機電信息;2012年12期

9 曾西和;電動輪汽車新發(fā)展[J];世界采礦快報;1995年30期

10 ;在兄弟刊物上[J];礦山機械;2003年10期

相關會議論文 前2條

1 靳立強;王慶年;張緩緩;王軍年;;電動輪驅動電動汽車差速技術研究[A];2007年APC聯(lián)合學術年會論文集[C];2007年

2 王晰;張彥春;;108t電動輪電參數(shù)測量及整定[A];全國煉鋼連鑄過程自動化技術交流會論文集[C];2006年

相關重要報紙文章 前9條

1 吳如波;從初中生到“全國技術能手”[N];中國職工科技報;2011年

2 記者韓 樸;進口礦用車配件價格太貴了[N];中國汽車報;2002年

3 吳如波;抱怨帶出的創(chuàng)新[N];工人日報;2007年

4 ;栽創(chuàng)新之花 結效益碩果[N];本溪日報;2008年

5 李躍新;當年進口礦用車今天誰來做配件？[N];中國工業(yè)報;2003年

6 廖振林;科技創(chuàng)新強“車心”[N];中國有色金屬報;2006年

7 記者 楊建光 通訊員 張勇;中國北車成功研制400噸電動輪自卸車交流傳動控制系統(tǒng)[N];人民鐵道;2012年

8 記者 吳曉向邋通訊員 齊瑞普;工人孫立周成博士生協(xié)助指導教師[N];工人日報;2007年

9 查列 吳如波;江銅德興礦改進電動輪控制柜固定模式顯成效[N];中國有色金屬報;2009年

相關博士學位論文 前1條

1 張緩緩;采用電動輪驅動的電動汽車轉矩協(xié)調(diào)控制研究[D];吉林大學;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 劉閱;電動輪汽車驅動助力轉向與穩(wěn)定性協(xié)調(diào)控制研究[D];吉林大學;2016年

2 何家壽;60噸鉸接式電動輪自卸車差速控制策略研究[D];華南理工大學;2016年

3 邱志華;電動輪汽車的電液復合ABS協(xié)調(diào)控制[D];華南理工大學;2016年

4 胡明振;礦用電動輪汽車運行效率及維修成本建模研究與分析[D];江西理工大學;2008年

5 曾愛兵;154噸電動輪汽車運行成本和維修成本研究分析[D];江西理工大學;2007年

6 何艷芳;礦用電動輪自卸車動力系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測與診斷研究[D];湖南科技大學;2011年

7 謝丹;高速電動輪結構設計與分析[D];重慶大學;2013年

8 郭小麗;基于變頻調(diào)速技術的電動輪汽車恒壓加油系統(tǒng)的研發(fā)[D];江西理工大學;2009年

9 張玉明;高速電動輪系統(tǒng)驅動控制研究[D];重慶大學;2014年

10 王子龍;高速電動輪多物理場分析與綜合性能優(yōu)化[D];重慶大學;2014年

，

本文編號：1777806