零差速电传履带车辆整车行驶控制策略研究

针对履带车辆电传动研究和采用较多的零差速电传动方案，对电传动履带车辆的整车行驶控制策略进行了研究，提出了系统控制方案并做了具体的分析。基于电传动与传统传动装置本质上的不同和驾驶操纵的人机适应性，对驾驶信号的定义进行了定性和定量的分析。对驱动电机及其协同控制，提出了直驶电机采用基于有限功率的直接转矩控制、转向电机采用直接转矩控制（小半径转向）和电流矢量控制（大半径转向）双模控制的系统控制方法；并对具体的控制途径进行了描述。最后，基于在Matlab/Simulink下建立的整车行驶系统仿真模型，对车辆加速和转向的动态过程进行了仿真，仿真结果袁明，该控制方案可行并可以使车辆具有良好的加速性能和转向性能。     

基于转矩控制策略的电传动履带车辆驱动特性研究

从原理上探讨了通过直接控制左右侧电机的输出转矩大小来控制某电传动履带车辆整车运动的可行性,提出了转矩控制策略,建立了基于多体动力学软件RecurDyn／Track-HM的履带车辆整车行动部分三维多体动力学虚拟样机模型和基于控制系统分析软件Matlab/Simulink的综合控制器及电机控制系统模型,同时基于上述不同软件的接口技术建立了机械系统和控制系统协同仿真模型,对0～32 km/h的加速时间、不同车速下的100 m直驶偏移量、B/2转向及15°爬坡性能等驱动特性进行了协同仿真及实车试验研究,通过分析和比较验证了模型及转矩控制策略的正确性,为进一步深入研究其它驱动特性奠定了基础。     

分布式电驱动履带车辆驱动扭矩分配方法研究

分析了分布式电驱动履带车辆驱动扭矩分配对履带张紧力的影响.提出了基于效率最优的驱动扭矩分配方法:当一侧扭矩和不大于当前电机转速下最高效率点对应的扭矩时,前侧电机输出该侧所需所有扭矩;反之,前后两电机输出相同的驱动扭矩.提出了电机故障模式下驱动扭矩分配方法,实现驱动系统的容错控制.基于Matlab/Simulink建立了分布式电驱动履带车辆仿真模型.仿真结果表明,该扭矩分配方法有效可行.     

双侧电传动履带车辆电机匹配与仿真

针对履带车辆的双侧电传动结构,结合履带车辆工作特点和最高车速、爬坡性能、加速能力和转向能力等动力学参数的设计要求,研究了牵引电机的特性参数匹配计算方法.以20吨级履带车辆为例进行了电机和侧传动的参数匹配.在Matlab/simulink中进行仿真,通过仿真对匹配结果进行验证和修改,进一步提高车辆动力性;得出了匹配后的履带车辆所能达到的极限转向半径.结果表明所选的参数设计合理,匹配方法是合理可行的.     

电传动履带车辆双侧驱动转矩调节控制策略

为降低电传动履带车辆双侧驱动转速调节控制策略中电动机控制任务量与难度,提出转矩调节控制策略。结合双侧电机驱动电传动履带车辆动力学特征,分析转矩调节控制策略的理论基础和可行性。把加速踏板、制动踏板以及方向盘操作映射为控制变量γ和ε,结合驱动电机转速一转矩特性设计转矩调节控制策略。在Simulink/Stateflow环境中建立包括驾驶员输入模块、转矩调节控制策略模块、电机及控制器模块以及车辆动力学模块的整车驱动系统模型。不同路面上多工况仿真和实车行驶试验验证了转矩调节控制策略可行性和有效性。该控制策略已在车辆上成功应用。     

基于虚拟样机技术的电传动履带车辆特殊运动性能仿真

为了评估电传动履带车辆的性能，采用虚拟样机技术建立了20 t级履带车辆的电机驱动系统模型和车辆动力学模型，构建了机一电联合仿真模型。进行了中心转向、通过崖壁和壕沟等特殊运动的仿真评估，结果表明：车辆性能达到了设计要求，采用联合仿真的方法为电传动履带车辆的性能预测和评估奠定了技术基础。     

履带打滑条件下的电驱动车辆转向运动学研究

为了解决履带与地面之间的滑转和滑移使实际转向半径远大于理论转向半径的问题,提出了转向半径修正系数及其计算方法,并利用转向半径修正系数对电驱动履带车辆的运动学公式进行了修正.通过采用Matlab/Simulink对履带打滑条件下的车辆转向运动进行仿真,并将仿真结果与转向试验跑道进行对比,结果表明车辆运动轨迹的仿真结果与试验跑道基本一致,证明转向半径修正系数及其计算方法是正确的,能够真实反映电驱动履带车辆在实际转向过程中履带滑转滑移对车辆转向运动学特性的影响.     

液压驱动装甲履带车辆转向特性仿真研究

为准确分析某液压驱动装甲履带车辆转向动态特性,在对液压驱动装甲履带车辆转向行驶理论分析的基础上,运用Matlab/Simulink软件平台建立系统转向仿真模型。对车辆在中等半径转向、小半径转向以及修正转向3种转向工况的动态响应特性进行仿真分析,得到了各种转向工况的车辆动态特性以及车辆在各种转向工况下允许的最高车速。仿真结果表明,车速的变化对转向系统压力影响显著。     

履带车辆零差速电力机械传动系统控制策略研究

针对一种履带车辆零差速电力机械式传动方案,在MATLAB/Simulink中搭建了传动系统中各主要分系统的模型;制定了发动机-发电机组采用功率跟随式控制策略,以及直驶电机和转向电机采用基于功率需求的扭矩控制策略;最后,完成了车辆传动系统在直驶工况和转向工况下的整体仿真分析.研究结果表明:发动机-发电机组采用功率跟随式控制策略时,使发动机在中高转速时的动态响应较好;直驶电机采用扭矩控制策略时,能使车辆的行驶速度达到60 km/h,0～32 km/h的加速时间小于8 s,基本能够满足车辆的速度性能和加速性能,说明该控制策略在理论上是可行的.     

履带车辆电驱动系统小半径转向计算研究

讨论了履带车辆小半径转向的特点,进行了转向理论分析及转向功率分配和牵引计算.不同行驶路况下转向的仿真计算和分析表明,履带车辆电驱动系统在输出功率足够的情况下,可以通过单独控制内外侧牵引电机的输出转速实现所需半径转向.研究结果对设计履带车辆电驱动系统具有指导意义.     

Modeling and Performance Prediction of Induction Motor Drive System for Electric Drive Tracked Vehicles

The principle of rotor flux-orientation vector control on 100/150 kW three-phase AC induction motor for electric drive tracked vehicles is analyzed, and the mathematic model is deduced. The drive system of induction motor is modeled and simulated by Matlab/Simulink. The characteristics of motor and drive system are analyzed and evaluated by practical bench test. The simulation and bench test results show that the model is valid, and the driving control system has constant torque under rated speed, constant torque above rated speed, widely variable speed range and better dynamic characteris- tics. In order to evaluate the practical applications of high power induction motor driving system in electric drive tracked vehicles, a collaborative simulation based on interface technology of Matlab/Simulink and multi-body dynamic analysis software known as RecurDyn is done, the vehicle performances are predicted in the acceleration time （0 - 32 km/h） and turning characteristic （v = 10 km/h, R = B）.     

采用线性自抗扰的电传动履带车辆电子差速控制

履带车辆行驶工况复杂多变,驱动电机调速范围宽,负载的非线性、不确定性和耦合性强,如何保持两侧电机速度差值恒定实现稳定行驶一直是研究的难点。文中提出一种电子差速控制策略,将线性自抗扰（LADRC）控制算法应用于永磁同步电机（PMSM）驱动系统调速控制中,利用线性扩张状态观测器估计所有未知扰动作用量并给予实时动态补偿,从而抑制扰动,提高系统动态性能。基于Matlab和RecurDyn软件开展联合仿真分析,进行电机台架试验。仿真及试验结果表明：采用LADRC调节的转速控制策略,响应快速无超调,抗扰能力强,参数适应性好,能有效提高车辆行驶稳定性,且算法计算量小,易于工程实现。     

高速电驱动履带车辆联合制动转矩动态协调控制研究

针对高速电驱动履带车辆机械制动器、电机和电液缓速器3种执行部件联合制动转矩响应的问题,提出了机械制动器、电机和电液缓速器动态协调控制策略。基于制动需求和车速等因素进行稳态制动力分配,综合考虑3种执行部件动态响应特性,建立基于电机-电液缓速器二者联合制动和机械-电机-电液缓速器三者联合制动转矩动态协调控制策略,搭建面向工程应用的电驱动履带车辆传动系统仿真模型,利用实时仿真工具进行策略验证。仿真结果表明,在整个制动过程中该动态协调控制策略可提高车辆总制动转矩响应速度和精度,改善系统动态响应特性。     

双侧电驱动装甲车辆直驶转矩补偿控制

为解决双侧电机驱动电传动装甲车辆直线行驶时的偏驶问题,提出了基于双侧电机转速差的转矩补偿控制。补偿控制是在保证总的转矩需求不变的情况下,实时检测双侧电机转速,在减小高速侧电机转矩的同时增大低速侧电机转矩克服车辆直线行驶的偏驶。设计了双输入双输出的模糊控制器,实时调整PI控制参数,减小车辆动力系统非线性因素影响。仿真和实车台架及道路试验结果表明：转矩补偿模糊PI控制能实时调整双侧电机转矩输出,保持双侧电机转速相同,实现车辆直线行驶稳定性能。     

电传动履带车辆功率调节直线行驶控制仿真

双侧电驱动履带车辆执行机构为驱动电机,两侧动力独立输出,控制灵活;为达到与传统机械车辆相同的驾驶感觉,设计了基于功率调节的直线行驶控制策略;为解决直线行驶两侧电机同步控制问题,研究了基于模糊规则的转矩补偿方法;基于Matlab和Recurdyn软件进行了直驶和转向工况仿真实验,表明所设计的控制策略能够提高车辆直线行驶的稳定性。     

电传动轮式装甲车的动力性能和转向性能仿真分析

为了评估电传动轮式车辆的性能,采用多个软件联合仿真方法,构建了基于ADAMS与Matlab的某8×8轮式独立驱动电传动车辆机电联合仿真模型.通过对该车模型进行直线加速以及最高车速仿真实验、30°坡爬坡仿真实验以及转向行驶仿真实验,对所研究对象的动力性能和转向性能进行仿真分析,结果表明,该车的动力性能和转向性能均达到设计的指标要求,下一步将通过样车试验对联合仿真的结果进行验证.     

分布式电驱动履带车辆驱动力协调控制策略研究

以某型分布式电驱动履带车辆为研究对象,为解决多驱动电机输出动力匹配的问题,提出一种分层协调控制策略。建立驱动力分层协调控制结构,将系统分为运动控制层、控制分配层以及防滑控制层;针对车辆主、从结构过驱动的特点,采用基于规则的方法设计主、从电机分配律,采用二次规划法设计轮毂电机优化分配律,并利用加权最小二乘法进行解算,以提高电动负重轮附着裕度,降低电动负重轮与履带轨面间的摩擦耗散能;设计了线性自抗扰防滑控制器,避免电动负重轮过度“滑转”,保证电动负重轮与履带轨面的有效附着。基于Matlab和RecurDyn的联合仿真实验表明,控制分配器能够实现驱动电机群力矩的优化分配,线性自抗扰控制器能够实现复杂路面条件下电动负重轮的防滑控制,提高车辆动力传递的稳定性和效率。     

Steering Dynamic Performance of an Electric Transmission Tracked Vehicle Based on Rotating Speed Control

In order to analyze steering dynamic performance of an electric transmission tracked vehicle exactly, modern design theory and methodology-collaborative simulation and virtual prototype are applied. The 3-D multi-body dynamic model of full vehicle running gears and control system model are built based on the simulation platform on dynamic analysis software known as RecurDyn/Track-HM and control system analysis software known as Matlab/Simulink. Theory analysis and collaborative simulation of turning kinematic/dynamic performance in different velocity and turning radius are made. Comparing the test result with theory computation validates the correctness of the model. The method has instructional significance of solving the existent modeling problem, comprehension of turning performance and test debugging strategy, and also forms a new idea of research on dynamic characteristics for the electric transmission tracked vehicle＇ s electric propulsion system.