履带车辆电传动系统电气机械联合制动建模与仿真

根据电传动履带车辆能量的传递由电气系统完成的特点,提出电气制动与机械制动联合制动方案.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模型、机械制动系统模型和踏板信号数学模型的基础上,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联合,建立联合制动模型,并针对两种典型制动工况进行了仿真,仿真结果验证了该系统的合理性.     

混合动力履带车辆机电复合制动力分配策略研究

为解决双侧电驱动履带车辆复合制动问题,提出一种机械、电气制动力模糊分配控制策略,通过制定以踏板信号和车辆行驶速度为输入的模糊规则在线实时分配电气、机械制动比例,并考虑电制动实际存在的约束,提高车辆复合制动匹配效果。其次,建立了整车驱动电机系统、机械制动系统以及车辆动力学实时仿真模型,进行了多种制动强度下的驾驶员在环的控制原型仿真试验,仿真结果表明复合制动系统能够在有效回收制动能量的同时,实现平稳制动。     

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。     

基于扁平电机的轻混式履带车辆综合传动方案

根据履带车辆对高供电能力、高体积功率密度、高机动性能、多使用功能、轻质量等发展需求,综合考虑液力机械综合传动、电力驱动技术发展趋势和技术成熟度,依据一种多目标综合评价方法进行液力机械综合传动、机电复合传动、纯电驱动、重混式综合传动、轻混式综合传动5种传动类型优选,进而提出一种基于扁平电机的轻混式多功能综合传动方案。该方案可有效补足液力机械综合传动装置供电能力短板,提高体积功率密度,提升机动性能,扩展履带车辆动力舱功能,有效控制质量;同时对该方案参数匹配与机动性能预测等开展研究工作。结果表明,新方案可以有效解决履带车辆动力舱的布置安装问题,避免了由于原方案导致车辆的车长方向过长引起的其他问题,结构合理可行。     

履带车辆电传动系统两段式机电联合制动策略研究

为减轻电传动履带车辆制动过程对制动器的损害,根据电传动的特点,提出了机电联合制动方法.通过对电气和机械单独制动特性分析和原车采用三段式机电制动控制策略的分析,提出了两段式电传动车辆联合制动策略,并在MATLAB/Simulink中进行仿真分析,结果表明:两段式制动策略能够减小系统对机械制动力的需求,很好地满足了制动目标.该研究为制动系统的设计提供了理论依据.     

无人驾驶履带车辆机电联合制动的协调控制

针对无人驾驶双侧电驱动履带车辆制动减速控制时抗干扰性能差和机电协调性能差导致目标跟踪误差大的问题,提出一种分层控制系统。在上层控制器中,基于无人驾驶系统的期望速度序列,建立前馈-反馈控制器,以期望制动减速度作为前馈输入,补偿目标制动转矩,以速度误差作为反馈输入,修正目标转矩差。在下层控制器中,综合考虑机械制动和电机制动的特点,建立基于模糊控制的制动力协调分配算法。实车试验结果表明,与速度分段式控制器相比,分层控制器能够准确跟踪期望速度序列,速度跟踪误差减少60.1%,制动减速度标准差减少39.4%,提高了无人驾驶双侧电驱动履带车辆制动控制的目标跟踪精度。     

高速电驱动履带车辆操纵特性分析

为了奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础,进行了高速电驱动履带车辆开环操纵特性分析及高速电驱动履带车辆横摆运动响应试验,并在此基础上完成了基于人-车-路闭环系统的电驱动履带车辆操纵特性分析。研究结果表明：车速越高,横摆角速度稳定值越小;路面条件越好,车辆横摆角速度响应越快;当考虑电驱动车辆的动态响应特性后,保证闭环系统稳定的驾驶员预瞄时间需要增大,驾驶员最短反应滞后时间缩短;驱动电机响应速度越快,使系统稳定的最小预瞄时间越大。     

双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机故障模式下车辆安全控制

双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机发生故障如果不及时采取措施,极易导致车辆偏驶,甚至出现安全问题。为了保证单侧电机故障模式下的车辆安全,开展单侧电机故障模式下车辆制动避障安全控制研究。基于实车采取的一侧发生故障、另一侧及时处于故障模式的控制方式进行车辆安全性分析,提出一种双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机故障模式下车辆安全控制策略并通过RT-LAB半实物实时仿真验证。研究结果表明：该控制策略能够按照驾驶员意图,在单侧电机故障模式下实现不同车速下车辆不同相对转向半径的转向控制,而且面对连续的避障需求,可以稳定转向,保证履带车辆的安全。     

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.     

新型电传动车辆驱动控制系统设计

为满足战场对军用车辆的特殊要求,针对一吨级军用轮式车辆,提出了一种由发动机-发电机组、电功率变换器、蓄电池、交流驱动电机组成的4×4混合电驱动方案,对方案中主要部件进行了匹配计算。在此基础上开发了基于CAN总线网络的分布式车辆驱动控制系统。驱动控制系统实现了车辆转向时的电子差速功能,且可提供多种不同制式的保障电源和三种不同的驾驶模式。试验结果表明,研究成果不仅实现了军用车辆的强动力、多功能等要求,且具有良好的稳定性。     

无人驾驶轮式车辆电控气压制动技术研究

以有人驾驶4×4轻型战术轮式车辆为基础,开展无人驾驶电控制动技术研究。针对原车气压制动的结构和特点,设计一种电控气压制动系统,实现该车无人驾驶模式电控制动功能的同时,保留人工驾驶模式人工制动功能,且两种模式能够灵活切换。通过实车试验辨识电磁阀控制特性、不同路面车辆滚动阻力系数、电控制动车辆减速度与车速及控制输入的关系,并与无人车辆其他模块联调,为后续无人车辆控制策略的制定提供试验依据和理论支撑。试验结果表明：所开发的电控气压制动系统能够快速、精确地响应制动请求,人工行车制动与电控行车制动切换灵活、过渡平稳,可广泛应用于其他使用气压制动系统的商用车辆,以实现无人驾驶或辅助驾驶功能。     

8×8全电驱动越野车电机液压联合全液压制动系统设计及性能

为验证8×8全电驱动越野车电机液压（简称电液）联合全液压制动系统的可靠性, 依据新一代轮式机动平台独立电驱动车辆制动系统性能指标要求,以某型号8×8全电驱动越野车为研究对象,对新一代电液联合全液压制动系统进行了原理方案设计;考虑系统的长管路特性对输出制动性能的影响,搭建了与整车元件、管路布置1∶1的实验平台,分析了不同工况下全液压制动系统的输出特性。结果表明：新一代电液联合全液压制动系统的输出制动力、制动响应时间等满足整车制动力12.0 MPa、响应时间0.2~0.3 s的制动性能指标要求;制动输出压力与制动踏板的位移及变化率呈线性关系;当电控系统发生故障时,依靠全液压制动系统仍然能满足整车的制动需求。     

分布式电驱动无人高速履带车辆越野环境轨迹预测方法研究

越野环境下,无人车辆轨迹预测是车辆轨迹跟踪和精确导航的核心模块,预测误差将直接影响无人车辆行驶任务完成的准确程度。为实现速差转向式履带车辆在复杂越野环境下无人行驶轨迹准确预测的目的,搭建了分布式电驱动无人履带车辆系统,实现了车辆动态过程中的无人系统数据和车辆底层状态数据的同步采集。建立了速差转向车辆运动学模型,分析了履带车辆滑动转向特性。分别采用扩展卡尔曼滤波(EKF)方法和Levenberg-Marquardt方法对转向过程中的滑动参数进行估计,并完成了车辆轨迹预测。基于真实越野环境下的实车数据进行了验证。试验结果表明：相比于履带车辆理想预测模型,所采用的两种轨迹预测方法都大幅降低了车辆轨迹预测误差;对误差均值而言,EKF方法预测轨迹优于Levenberg-Marquardt方法;对误差标准差而言,后者优于前者,且随着转向程度的增加而增大。     

基于MPC-MFAC的双侧独立电驱动无人履带车辆轨迹跟踪控制

简化模型带来的模型失配以及外部环境不确定性是导致轨迹跟踪误差的主要原因,尤其对于无人履带车辆,其复杂的物理特性和工作环境更放大了两大因素的不利影响。针对该问题,将基于模型和基于数据的控制方法结合起来,提出一种基于模型预测控制结合无模型自适应控制补偿的双侧独立电驱动无人履带车辆轨迹跟踪控制方法。在平衡建模准确度和求解耗时的基础上,利用模型预测控制进行前馈求解。针对模型预测控制中简化模型与车辆实际模型之间必然存在的差异以及环境不确定性,基于动态跟踪效果构建无模型自适应控制算法进行补偿,即利用车辆实际轨迹与模型预测所得轨迹之间的误差,对模型预测控制求解的两侧履带速度控制量进行实时修正。仿真实验结果表明,该方法能够在一定程度上抑制系统内外部不确定因素的影响,提高动态环境下双侧独立电驱动无人履带车辆轨迹跟踪控制的精度。     

干片式制动器的研究与发展

该文比较全面的介绍了干片式制动器(又称干式全盘式制动器)的研究过程(设计、试验、装车)。研究的重点是干片式制动器的特性,并通过干片式制动器的试验为改善履带车辆制动系统的综合性能积累了技术数据。最后,文章总结了高速履带车辆对制动系统的特殊要求及干片式制动器自身的特点,并对高速履带车辆制动系统的发展方向进行了展望。