基于稳定域划分的平衡重式叉车防侧翻控制

为提高平衡重式叉车在急转工况下抗侧翻能力,在叉车结构分析的基础上建立两阶段侧翻动力学模型,基于两阶段横向载荷转移率LTR1、LTR2进行叉车侧翻机理分析与稳定域划分,将叉车稳定性状态分为稳定域、相对稳定域、危险域和异常危险域,提出基于稳定域划分的叉车防侧翻分级控制策略,根据不同的稳定域选择不同的防侧翻控制执行机构：动平衡块、液压支撑油缸和转向油缸。设计叉车防侧翻控制器,由上层稳定域识别控制器、中层模型预测控制器(Model predictive control,MPC)与下层执行控制器组成;上层稳定域识别控制器基于两阶段横向载荷转移率进行叉车稳定域识别,中层MPC控制器以车身侧偏角和横摆角速度为控制目标计算所需控制力矩,下层执行控制器采用改进链式递增分配方式对动平衡块、液压支撑油缸和转向油缸进行控制,以满足目标控制力矩。基于Matlab/Simulink进行仿真与实车试验验证,结果表明基于稳定域划分的平衡重式叉车防侧翻控制可大大降低叉车侧翻危险,提高叉车的安全性。     

平衡重式叉车防侧翻分层控制研究

在分析叉车结构和侧翻机理的基础上,设计了一种防侧倾液压油缸作为防侧翻控制的执行机构,以提供侧向支撑力;提出了一种基于T-S模糊神经网络的防侧翻分层控制方法,将叉车防侧翻进行分层控制：上层采用T-S模糊神经网络对叉车的实时运动状态进行判断,并作为下层控制的依据;中层控制层依据运动状态的划分分别选取对应的策略;下层执行层利用不同策略下执行机构的动作形式来控制模型的输出。仿真与实车试验结果表明,所提方法能够在叉车处于紧急工况下对安全域进行划分,以实现提高叉车安全性的目的。     

平衡重式叉车防侧翻分层控制分析

本研究基于侧翻机理以及叉车结构分析的前提下,设计以防侧倾液压油缸为控制执行元件,进而为系统提供侧向支撑力,并且进一步提出基于模糊神经网络理论的防侧翻分层控制方法,通过分层实现叉车防侧翻控制,其上层利用模糊神经网络理论来判断叉车的运行情况,可作为下层控制的重要参考中层控制。则结合叉车运行状态划分选择有效策略,下层作为执行层,能够通过不同策略执行动作与输出控制模型。通过实车实验结果和仿真分析结果表明,在本研究中对于叉车处于特殊工况所提出的方法,能够实现安全域划分,其对于叉车运行安全来说具有重要意义。     

基于模型预测控制的重型自卸车差动制动防侧翻控制研究

为有效解决重型自卸车在极限工况下易侧翻失稳的问题,提出了一种基于模型预测控制的差动制动防侧翻控制方法。建立了重型自卸车九自由度车辆动力学模型,以零力矩点侧倾评价指标作为自卸车的侧翻评价指标,通过差动制动控制的方法为四个车轮提供制动力矩,以提高自卸车的行驶稳定性。为验证所提出的防侧翻控制方法的有效性,在鱼钩工况和阶跃工况下,以传统PID差动制动控制和无控制为对比,进行了MATLAB/Simulink与Trucksim的联合仿真,仿真结果显示,相比PID差动制动控制,所提出的基于模型预测控制的差动制动控制方法具有更好的抗侧翻能力,且稳定性较好。     

平衡重式叉车防侧翻可拓分层控制研究

在分析平衡重式叉车结构特性和侧翻机理的基础上,确定平衡重式叉车防侧翻控制执行机构;提出了基于可拓决策的平衡重式叉车防侧翻控制策略,设计了包括上层可拓控制与下层执行控制的防侧翻可拓分层控制器。上层可拓控制器将叉车防侧翻控制域分为经典域、可拓域及非域,并确定下层执行控制器的权重系数;下层执行控制器接收上层可拓控制器确定的权重系数,对横摆角速度控制器和侧向加速度控制器进行控制权重分配,并执行防侧翻控制指令,实现平衡重式叉车防侧翻可拓控制。欧标工况仿真与实车试验结果表明：基于可拓决策的平衡重式叉车防侧翻控制策略可有效降低叉车在高速紧急转向工况下的侧倾幅度,防止叉车侧翻,提高了平衡重式叉车的稳定性与主动安全性。     

基于TruckSim的搅拌运输车防侧翻控制研究

采用基于差动制动的PID控制策略,基于TruckSim和Simulink建立搅拌运输车整车模型和防侧翻控制系统,以正弦工况和不同车速下的侧向加速度、横摆角速度和侧倾角输出为研究对象,对控制系统进行防侧翻控制仿真分析。结果表明:在设定条件下,所建立的控制系统能够有效地对搅拌运输车进行防侧翻控制;随着行驶车速的提高,车辆的侧倾趋势增加,侧翻风险加大,系统控制作用更加明显。     

高速无人驾驶车辆最优运动规划与控制的动力学建模分析

在高速无人驾驶车辆的运动规划与跟踪控制过程中,滑移和侧倾是很难克服的高度非线性约束,特别是在复杂地形条件下,容易导致车辆失稳甚至侧翻。通过研究地形因素对车辆转向特性和稳定性的影响,建立高速车辆的等效动力学模型,并提出了一种变步长的模型离散化方法,能够在保证及时动态响应的基础上,实现较长的轨迹预测时域以及计算的实时性。针对高速无人驾驶车辆的滑移和侧倾等动力学安全因素,通过对车辆稳定行驶状态进行分析,推导了基于包络线和零力矩点的高速车辆稳定性约束条件。根据在高速、滑移、侧倾等复杂约束下车辆安全行驶的要求,运用模型预测控制算法求解最优运动轨迹及跟踪控制序列,在保证道路环境约束的同时满足车辆的滑移和侧倾等稳定性约束。仿真试验表明,该方法可以有效的考虑道路曲率和地形对高速车辆动力学特性的影响,保证车辆无碰撞行驶,同时防止车辆出现滑移和侧倾等现象。     

基于能量法的分布式驱动电动汽车防侧翻控制

分布式驱动电动汽车具有优越的侧倾稳定性控制功能,但基于横向载荷转移率评价进行控制并不能充分发挥其技术优势。为提升该类车型恶劣工况下的防侧翻控制能力,针对当前侧翻评价指标的不足,开展基于能量转化评价的稳定性控制研究。针对该类车型的结构特点,建立车辆系统坐标系,借助欧拉旋转角法推导了整车在侧翻运动过程中动能、势能和耗散能的表达方程;通过计算车辆失稳能量阈值与车辆实时失稳能量,提出综合多因素的车辆稳定性评价指标;基于侧翻动力学模型设计出防侧翻滑模控制器;通过在分布式驱动系统力矩阈值范围内开展基于驱动轮力矩分配的差动驱动,实现了整车的防侧翻控制。研究表明,基于能量法制定的空间失稳评价指标相较于横向载荷转移率而言,更能准确、灵敏地反映整车侧倾运动状态的变化趋势,基于其设计的防侧翻控制方法通过主动分配两侧驱动力矩,削弱了相关能量转化,有效抑制了整车侧倾运动,显著提高了侧倾稳定性。     

液罐车流-固耦合分析及优化设计

在液罐车转向的过程中,罐体内液体的晃动会对液罐车产生侧向冲击力和侧倾力矩。以非满载液罐体为研究对象,采用流体体积法(Volume of fluid,VOF)对转向工况下的液体晃动进行数值分析,获得了侧向加速度和充液比对液晃的影响规律。建立液罐车侧向动力学模型,仿真结果表明,充液比为50%~70%时液罐车侧翻阈值较小。对罐体内部结构进行优化设计,设计一种倒V型防波板装置来降低液体对罐壁冲击。研究了9种倒V型防波板在不同充液比时的减晃效果,结果表明,安装三块夹角为150°的V型防波板防晃效果最好。搭建缩比液罐车侧倾台架,利用电动液压缸举升整个钢板平面和滑台以模拟罐车侧倾状态,同时滑台带动罐体向反方向平移,实现质心位置纠正,从而减小液体侧向晃动力与侧倾力矩,提高了液罐车的侧向稳定性。     

多种群遗传优化的客车防侧翻鲁棒控制方法

为改善客车主动防侧翻能力,提出多种群遗传优化的防侧翻鲁棒控制方法。考虑车轮侧倾外倾、侧倾转向、悬架变形外倾和变形转向对轮胎侧偏特性影响,以及客车垂向与侧倾运动的耦合特性,建立6自由度客车侧翻动力学模型;针对客车的实际干扰及参数不确定性,以最大横向载荷转移率为控制目标,融合差动制动原理设计客车主动防侧翻的鲁棒控制方法;应用多种群遗传理论对控制器的权函数进行动态优化,增强控制系统的抗干扰能力;选取J-Turn及Worst-Case典型侧翻工况进行数值仿真,分析防侧翻控制方法对不同行驶工况的适用性、前轮转向干扰及路面干扰下的抗干扰稳定性以及簧载质量和车速变化时参数摄动鲁棒性。结果表明该方法能将客车侧翻危险速度提高75%以上,有效改善客车主动防侧翻能力;且对不同行驶工况、不同类型干扰及参数变化均有强鲁棒性。     

基于AMESim的石材叉装车工作装置运动特性研究

石材叉装车作为一种新型工程机械,需要具有较大的举升力和较强的运输性能,同时必须能够适应复杂的作业环境。由于现代矿山开采中叉装车的工况与装载机截然不同,因此传统的将装载机铲斗直接换成货叉的设计方法,使叉装车的举升性能未能得到较大的提升,不能满足使用要求。为获得结构合理、举升性能良好的叉装车工作装置,建立了工作装置动力学模型并分析比较了动臂液压缸铰接点水平和竖直位置变化对工作装置运动特性的影响规律,选取了动臂油缸最优铰接点位置。仿真结果表明,在同样举升30 t荒料的工况下,工作装置动臂液压缸最大压力减小了5 MPa,实现了叉装车性能的优化,为叉装车工作装置参数优化提供了依据。     

基于ADAMS的叉车门架系统参数化建模及优化分析

利用ADAMS软件中参数化建模与分析功能,建立了叉车门架系统的参数化模型,以工作过程中倾斜液压缸最大拉力最小为目标函数,对倾斜液压缸的铰接点位置进行了设计研究和优化设计。     

Anti-rollover of the counterbalanced forklift truck based on model predictive control

Journal of Mechanical Science and Technology - To reduce the probability of a rollover accident of a forklift during high-speed steering, a hydraulic support cylinder is designed as an actuator to...     

浅谈F3智能安全管理系统在叉车上的应用

本文主要针对目前市场上新推出的一套应用在叉车上的管理系统:F3智能安全管理系统,介绍该系统的整体构架及组成(硬件+附件),以及该系统能实现的5大功能:驾驶员身份识别;安全驾驶和离位停机功能;违规操作提示及报警;车辆故障提示及报警;GPS定位监控及远程管理。探讨该系统在叉车上的应用能否解决叉车在使用环节、日常维护保养环节及监管环节中存在的诸多问题。     

平衡重式叉车的牵引性能

通过对平衡重式叉车牵引性能的分析和最大牵引力的计算，说明空载时的牵引力大于满载时的牵引力，在牵引性能上电动叉车较内燃叉车更具潜力，叉力作为牵引车使用存在局限性。     

交流电动控制技术在叉车中的应用研究

交流控制器是交流电动叉车的核心,如何选择并应用好交流控制器非常重要。针对因交流控制器选型不当而出现的"电机及控制器频繁热保护,比直流系统更加费电"的问题,从目前叉车常用驱动和控制技术入手,通过理论和实际应用,分析了不同控制技术的优缺点,为交流叉车控制系统的合理应用提出了可供参考的意见。试验结果表明,矢量控制技术在牵引控制系统中有明显优势,而起升系统中可以采用滑差控制技术,但滑差控制器的参数一定要与电机匹配好。     

叉车液压缸运动错乱的成因和对策

叉车在进行上升、前倾复合运动时，偶尔会出现不升反降、超速前倾的现象。本文分析了产生这种现象的原因，并提出了相应的解决措施。     

全向侧面叉车起重系统承载性能分析

以COSMOSWorks有限元分析软件为基础,通过设置相接触面组的方法,对全向侧面叉车起重系统承载特性进行整体分析,并通过试验测量验证了有限元分析的正确性、可靠性,确保了全向侧面叉车起重系统能够安全、可靠、高效作业,为后续的结构优化奠定了基础。     

PLC 在叉车液压缸检测系统中的应用

介绍了叉车液压缸检测系统的基本结构、主要特性、检测方法、KOYO公司SZ-4型PLC的特点以及采用了KOYO公司SZ-4型PLC控制系统的软、硬件设计。