双电机独立驱动履带车辆转向特性研究

研究电传动履带车辆在不同转向工况下对驱动电机输出特性需求问题,针对目前常用的双电机独立驱动模式,车辆直驶和转向行驶均通过两侧电机转速/转矩的变化来实现,为有效的控制两侧电机完成预期转向,提高转向稳定性,首先采用运动学和动力学方法对车辆瞬态转向进行了分析,借助动力学分析软件RecurDyn/Track-HM和控制系统分析软件Matlab/Simulink仿真平台,建立了整车多体动力学模型和控制系统模型,然后对车辆转向特性进行了多工况协同仿真分析.结果表明,不同转向工况对驱动电机输出特性需求不同,瞬态转向受转向角速度变化率影响较大,稳态转向主要取决于转向半径大小,为制定合理的控制策略提供了依据.     

农用履带车辆软地转向特性建模与仿真

在履带车辆软地转向建模问题的研究中,为有效预测农用履带车辆在软地面上的转向特性,根据作用在转向车辆上的力和力矩建立了车辆稳态转向力学模型,进行了数值仿真,并对模型车辆进行了软地转向行驶试验.结果认为:当外侧履带打滑率增大时,履带车辆有效牵引力和内侧履带的打滑率逐渐增大,但转向力矩逐渐减小;当车辆转向比的减小时,履带车辆有效牵引力、内侧履带打滑率及转向半径随之减小,但转向力矩增大.建立的转向力学模型能够预测履带车辆的沉陷量、转向半径和内、外履带的打滑率,并且预测最大误差小于试验值的15％.研究结果为准确、有效地预测农用履带车辆软地转向性能提供了参考依据.     

履带车辆电驱动系统协同仿真与控制策略研究

为了准确分析电传动履带车辆的驱动特性,建立了基于多体动力学软件RecurDyn/ Track-HM的履带车辆整车行走系统的三维多体动力学虚拟样机模型,利用RecurDyn/ Track-HM和控制系统软件Matlab/Simulink的接口技术建立了协同仿真模型.对驾驶员操纵信号进行了全新定义,并在此基础上提出并在综合控制器中用标准IEC61131-3功能块图程序语言实现了转矩控制策略.通过对0～32km/h的加速时间、最高车速以及转向特性等驱动特性的协同仿真和实车试验结果的分析和比较,从而验证了仿真模型及转矩控制策略的正确性.第一台电传动履带车辆原理样车的成功研制为进一步深入研究其它驱动特性提供了移动式试验平台,对提高国内电传动研究水平具有重要指导意义.     

履带车辆高速转向动力学仿真

采用多体动力学仿真软件MSC Adams 的履带车辆工具箱ATV,建立某型履带车辆三维动力学模型,对履带车辆在硬、软两种地面的高速转向过程进行动力学仿真和对比分析,着重讨论履带车辆在软地面高速转向的动力学特性,为履带车辆转向性能的研究与高速转向的正确操作提供指导.     

车辆高海拔环境起步性能试验研究

对于全域机动车辆而言,高海拔环境起步性能是评价其高原环境适应性和机动性的重要指标;针对多个型号车辆存在的高海拔环境起步困难问题,在系统开展车辆起步过程动力学分析的基础上,从车辆本身所具有的动力和所受外界阻力两个方面对高海拔环境车辆起步性能影响因素进行了深入分析,通过对某履带车辆高海拔起步性能的实车试验验证,确定了发动机低速扭矩特性、传动油温、行驶坡度、使用工况是高海拔环境影响车辆起步性能的关键因素,为车辆论证、研制、试验和使用工作的改进和发展提供了依据。     

混合动力车辆转矩控制策略研究

在履带车辆行驶稳定性能的研究中,对比传统履带车辆结构形式,串联混合动力履带车辆的结构系统存在非线性特点,稳定性能很难保证.为了优化串联混合动力履带车辆的直驶稳定性能和转向性能,提出转矩调节控制策略;建立了驾驶员模型(包括加速踏板模型、制动踏板模型、方向盘模型)和整车动力学模型.根据驾驶员模型和整车动力学模型,采用转矩调节控制策略,在直驶加速、转向等工况下,进行了计算机仿真,结果表明转矩调节控制策略能有效的满足串联混合动力履带车辆的动力学需求.     

铰接式履带车辆转向特性仿真研究

针对深海富钴结壳行走装置必须适应复杂恶劣地形和较强的越障性能,提出一种具有四个液压缸的主动式联结装置的铰接式履带车辆,通过对铰接式履带车辆进行转向运动学分析,以及对联接装置的转向工作机理进行分析,得出了转向液压缸活塞杆伸长量与车辆理论转向半径的关系,并采用多体动力学仿真软件ADAMS的履带车辆工具箱ATV 建立了铰接式履带车辆的虚拟样机模型,仿真得到了铰接转向角速度,铰接转向半径,铰接转向所耗功率与差速转向所耗功率的关系,仿真结果表明,仿真模型具有较高的精度,能够对转向过程中主要参数随时间的变化历程进行仿真,可以为铰接式履带车辆转向过程的研究提供理论分析根据.     

海底采矿车转向半径分析及速度同步控制

海底采矿车为液压驱动低速履带车辆,其转向性能对于海底采矿的路径规划及避障都很重要.文中对海底采矿车实际转向半径进行了分析,提出了实现给定转向半径的控制方法,为海底采矿车转向运动控制提供理论依据.此外,海底环境非常复杂,海底采矿车由于海底沉积物极稀软容易出现打滑,对履带式采矿车的两侧履带同步行走控制提出了比较高的要求.通过对液压驱动马达进行速度反馈控制,在考虑打滑情况下实现履带同步控制 .最后,设计出基于模糊PID的液压驱动速度同步控制系统,并对该控制系统进行了仿真,取得了较好的控制效果.     

电传动履带式装甲车辆动力学建模与仿真

与传统的机械传动车辆相比,电传动装甲车辆具有许多的优点,是现代装甲车辆的发展趋势之一.针对传统稳态动力学模型不能准确反映车辆在实际复杂工况下的动态性能这一问题,利用多体动力学分析软件RecurDyn建立了履带式装甲车辆动力学模型,分析了道路的建模原理,建立了道路模型,对履带车辆进行了动力学和运动学分析,最后在不同条件下进行了仿真,得到了预期的结果.这证明了动力学模型的准确性和可行性,为电传动履带式装甲车辆的研究提供了一种行之有效的方法.可以预测车辆的性能,缩短研制周期,降低研究成本.     

履带车辆电传动系统电气机械联合制动仿真

在电传动履带车辆中,能量的传递由电气系统完成,根据此传动系统的特点,提出将电气制动与机械制动耦合的联合制动方案,根据制动方式的不同,制定了紧急制动及其他情况制动的制动策略,在MATLAB/SIMULINK中分别建立电气制动系统数学模型和机械制动系统数学模型以及踏板信号数学模型,并依据履带车辆的行驶方程将电气制动系统与机械制动系统耦合,建立联合制动模型,并针对两种典型制动工况进行了仿真,得到了仿真结果,并进行分析,验证了该系统的合理性.     

The Virtual Prototype Model Simulation on the Steady-state Machine Performance

Articulated tracked vehicles have high mobility and steering performance. The unique structure of articulated tracked vehicles can avoid the subsidence of tracks caused by high traction from instantaneous braking and steering. In order to improve the accuracy of the steady-state steering of the articulated tracked vehicle, the velocity of both sides of the track and the deflection angle of the articulated point need to match better to achieve the purpose of steering accurately and reduce energy consumption and wear of components. In this study, a virtual prototype model of the articulated tracked vehicle is established based on the multi-body dynamic software RecurDyn. The trend of the driving torque and power of each track changes as the velocity difference of two sides of the tracks and the traveling trajectory of the mass center of the front vehicle change in a specific condition are obtained by the experiment. The experimental results are compared and verified with the results obtained from the virtual prototype simulation. The change law of driving power in the steadystate steering process on the horizontal firm ground as changing the velocity difference of two sides of the tracks, the theoretical steering radius, and the ground friction is obtained by the virtual prototype model simulation analysis. The steering inaccuracy and track slip rate are used as indexes in evaluating the steady-state steering performance of the articulated tracked vehicle. The research provides references for the study of steady-state steering performance of articulated tracked vehicles.     

基于CAN总线的底盘综合控制系统设计

设计了基于CAN总线的底盘综合控制系统,主要包括对整车、四轮驱动、转向系统和制动系统的控制器设计。采用CAN总线实现电动汽车各控制器间的通信,并完成了CAN网络应用层协议的制订。在综合考虑相关影响因素基础上,设计了各控制器的硬件,建立伪逆控制分配算法实现常规的控制量分配,以及必要时实现控制再分配,保证车辆的操纵稳定性。系统的仿真结果表明,该系统可有效地完成常规和再分配控制量,兼顾电动汽车的灵活与稳定。     

双侧电驱动履带车辆运动解耦与变结构控制

针对双侧电驱动履带车辆运动控制强非线性、强耦合和不确定性的特点,提出一种解耦的控制结构,并设计各子系统控制器.首先,将运动控制系统分解为速度、横摆角速度两个独立子系统,克服传统差速控制存在的强耦合.其次,采用积分滑模控制方法,引入非线性积分滑模面,设计了能有效克服路面不确定扰动、消除积分饱和的速度控制器,实现车速的无超调、无静差的跟踪;考虑驱动电机饱和约束,结合模糊自适应与滑模控制算法,设计了能够适应转向阻力非线性变化的横摆角速度控制器,提高车辆转向运动控制的抗扰能力、降低控制量抖振.仿真结果表明,控制策略实现多种工况下车辆快速、准确的直线、转向运动控制.     

电动汽车低速电气制动防抱死功能的研究

研究电动汽车制动防抱死功能优化问题,电动汽车在冰雪路面上进行纯再生制动时,驱动轮极有可能抱死,从而造成车辆操纵稳定性下降。为解决上述问题,根据驱动电机在基速以下的调速特性,提出了调压调速型电气ABS模型。以单轮电动汽车模型为研究对象,设计了以车轮滑移率为控制目标的滑动模式防滑控制器。在Matlab/Simulink环境下建立了电气ABS仿真模型,仿真结果表明所建模型具有良好的稳定性;同时表明制动过程由初期的反接制动、为主体的中期再生制动及后期的反接制动构成;且制动精度明显高于传统ABS。研究结果对电动汽车再生制动系统的设计具有一定的参考价值。     

TD340芯片在汽车电动助力转向系统中的应用

汽车电动转向助力系统的基本结构及原理、用于汽车电动助力转向电机控制的H桥,设计了一种基于TD340芯片的汽车转向助力电动电机驱动电路,并将该驱动电路应用于吉利某车型的电动助力转向系统中。实验表明,该电路具有驱动能力大、体积小、性能稳定等特点,可广泛用于汽车电动助力转向系统中。     

汽车电动助力转向系统控制器设计

电动助力转向系统(EPS)可根据路况及车况调整控制电机的助力状态,降低能源消耗,提高转向特性及行驶安全性;介绍了电动助力转向系统的结构和工作原理,开发了以PHILIPS公司8位单片机P87LPC768为核心的电动助力转向控制器;介绍了控制器电源部分、数据采集及处理部分、单片机及外围电路部分、电机驱动部分及故障诊断和输出部分的设计方法;并提出一些提高系统抗干扰能力的硬件措施;实验证明系统助力性能良好,控制器可以满足助力转向系统的要求。     

混合动力汽车再生制动系统的建模与仿真

再生制动系统是混合动力汽车和电动汽车特有的系统.可以将汽车制动过程中消耗的汽车动能和势能通过电机发电的方式储存到电池中,在启动和加速过程中加以利用.提出了一种再生制动系统的结构和并行制动力分配下的再生制动控制策略,建立了再生制动系统中主要元件的数学模型.为了验证该再生制动系统的性能以及工作可靠性,在MATLAB/Simulink平台上,以改装混合动力汽车夏利TJ7100为基础样车,通过试验数据和数学模型相结合的方式建立再生制动系统的仿真模型,最终得出仿真计算结果,以此来验证该系统.考虑汽车在市区频繁的启动/停车、加速/制动,选择市区十五工况进行仿真.仿真结果表明,有效能量回收效率为17.2%,明显改善了该车的燃油经济性,并减少了排放污染,验证了提出的再生制动系统结构及其控制策略的合理性,为以后对电动汽车的研究打下了坚实的理论基础.     

GA-based neural network for energy recovery system of the electric motorcycle

This paper discusses a regenerative braking system for the electric motorcycle that performs regenerative energy recovery based on neural network control with a boost converter. A constant regenerative current control scheme is proposed, thereby providing improved performance and high energy recovery efficiency at minimum cost. The neural network controller is used to simulate the regenerative system in Matlab/Simulink and neural network toolbox. We can sieve out the suitable training samples to obtain good performance of the controllers, and the neural network with genetic algorithms is used to design the controller. Simulation results of neural network controller show a more steady quality and extended time of charging. The proposed scheme not only increases the traveling distance of the vehicle but also improves the performance and life-cycle of batteries, and the energy recovery of batteries becomes more stable. Therefore, the market of the electric vehicle will become more competitively.