接地压力动态变化下履带推力与土壤参数间关系的研究

本文提出了履带拖拉机在松软土壤上行驶时接地压力动态分布的数学模型;通过对确定土壤剪切变形模量K的方法的研究修正了Janosi-Hanamoto公式,建立了以接地压力动态分布和接地履带板下土壤水平变形成等差级数变化条件下的推力数学模型;并在松散干砂上进行了履带拖拉机整车牵引试验。接地压力动态分布和履带推力的计算值,与试验结果比较,表现出良好的一致性。     

考虑土壤剪切变形的铰接式履带车辆转向性能

为了准确计算求解铰接式履带车辆行驶转向过程中的运动学和力学相关参数,在综合考虑土壤剪切变形和履带滑移/滑转的基础上,采用数学建模的方法建立了铰接式履带车辆行驶转向过程中转向液压缸的运动学模型、转向液压缸的力学模型、铰接式履带车的运动学模型以及履带与地面之间的力学模型;从理论上推导出铰接式履带车行驶转向过程中转向液压缸的角速度、角加速度以及转向半径、履带受到的土壤剪切阻力、转向阻力矩等参数的计算公式,并以某一具体车型为例进行了求解分析。最后采用虚拟样机对所建立的运动学和力学模型进行了验证。该研究成果能为铰接式履带车辆的平稳转向控制以及铰接机构的结构优化等提供理论依据。     

基于双功率流差速转向履带车辆关键参数研究

为了适应复杂环境和非结构化地形,提出一种具有平衡摇臂的双功率流差速转向的履带车辆动力底盘.该履带车能够实现调节地隙、自适应路面、障碍物跨越、灵活的姿态调节和稳定的姿态保持以及轮履复合的设计要求.确定了具有差速转向机构的履带车辆的总体构型方案,根据驱动力和行驶阻力的平衡建立了行驶模型,根据履带车辆爬坡角度和爬坡速度,建立了爬坡时所需功率模型,以此为基础,确定了移动机器人爬坡时驱动电机最大功率与最大爬坡度和爬坡时的车速之间的关系,分析和计算了履带车辆直线行驶电机、转向行驶电机、摆臂调节电机的功率,推导出了转向时内外侧履带所受的转向阻力矩,并确定了车辆对质心总转向阻力矩.该研究成果为履带车辆的样机研制和试验提供了理论依据和研究手段.     

基于目标控制器的四轮驱动汽车沙地牵引力控制系统

针对车辆在实际沙地上行驶的特点,应用将PI控制与门限控制联合起来的控制方法设计了沙地牵引力控制油门控制系统。在某沙矿场的沙地上进行了基于目标控制器的汽车直线行驶牵引力控制实车道路试验。试验结果表明:采用PI控制和门限控制建立的油门控制系统能够消除驱动轮的过度滑转,防止驱动车轮在沙地上下陷,从而减小汽车行驶的推土阻力,提高汽车在沙地上的通过性和牵引性。     

大履刺履带的下陷性能研究

本文应用极限平衡的力学方法,探讨大履刺履带在湿软地作业的下陷性能,通过对履带的试验验证,建立大履刺履带下陷与履板参数间的函数关系.为大履刺履带的下陷估计和参数优化提供依据.     

履带车辆自动变速系统的智能控制方法

分析了履带车辆复杂多变的行驶工况,针对车辆行驶状态参数、路面状况和驾驶员操纵信息的人-车-路闭环系统,确定了履带车辆智能换挡控制的主要原则.运用智能控制理论,提出了履带车辆自动变速系统实现模糊神经网络控制的总体方案和技术路线,系统可自动适应复杂多变的车内外行驶情况,以提高履带车辆的动力性和越野机动性.     

双电机驱动履带车辆直驶稳定性分层控制策略

针对双电机独立驱动履带车辆直线行驶车速往往会由于路面结构、参数的剧烈变化而失去稳定性,以及车辆两侧行驶阻力不同也会造成驱动电机转速不同而出现车辆偏驶现象的问题,提出了一种车辆直线行驶整车分层控制策略,上层控制车辆直线行驶车速稳定性,下层控制双侧电机转速同步,提高车辆直线行驶车速抗干扰性的同时减少行驶偏移量。围绕外界行驶阻力扰动问题,设计了Luenberger阻力观测器,并将其观测值反馈到上层积分滑模车速控制器中,以提高车速抗干扰性;下层控制器采用交叉耦合同步控制,补偿两侧电机输出转矩,以提高两侧电机的同步性。最后,通过RecurDyn+Matlab/Simulink联合仿真验证了本文控制策略的有效性。     

汽车通过松软地面的性能评价指标和试验方法的研究

本文提出了汽车通过松软路面的三项评价指标,即单位挂钩牵引力JI,行驶效率系数TE及油料利用系数E_f。给出了它们的试验方法,并以BJ—212轻型越野车在干砂上行驶时的大量试验结果为例,讨论了三项评价指标在预测汽车的通过性,合理的使用汽车和在进行越野车辆设计等工作中的使用方法。     

铰接式履带车辆的结构参数对转向性能的影响

建立了铰接式履带车辆软路面稳态转向数学模型，分析了车辆宽长比、铰点位置、后车与前车长度比等因素对转向性能的影响。利用铰接式履带车辆模型的转向试验，验证了理论分析结果。     

铰接式履带车辆的结构参数对转向性能的影响

建立了铰接式履带车辆软路面稳态转向数学模型，分析了车辆宽长比，铰点位置，后车与前代度比等因素对转和性能的影响，利用铰接式履带车辆模型的转向试验，验证了理论分析结果。     

表层干砂的本构关系

在对表层干砂进行三轴试验研究的基础上，提出了表层干砂的应力－应变关系的数学模型，即非线性弹性Ｋ－Ｇ模型。它较好的描述了表层干砂的力学特性，为车辆行走机构与表层干砂地面相互作用关系的研究提供了理论基础     

在冰雪路面上静液驱动履带车辆转向的安全控制策略

在对静液驱动履带车辆转向行驶理论分析的基础上,综合考虑系统可承受最高压力48 MPa、车辆无侧滑、附着力足够(无打滑)等安全条件,设计了在冰雪路面高速履带车辆静液驱动转向控制策略。运用Matlab/Simulink软件对系统进行冰雪路面转向控制仿真分析,仿真结果验证了本文控制策略的可行性和有效性。     

高速电驱动履带车辆紧急制动控制策略

为了改善高速双侧电机驱动履带车辆在履带-地面接触条件较差时紧急制动的操控性能并减少制动距离,通过对履带车辆直线行驶动力学和其机械制动器、永磁同步电机及液力缓速器等制动执行机构进行动力学建模分析,提出基于滑模鲁棒控制、制动扭矩预分配规则和前馈补偿控制的机电液联合紧急制动防抱死控制策略. 以配备有DS2680 IO板卡和DS2671总线板卡的dSPACE SCALEXIO实时主机为核心搭建驾驶员输入在环的半实物在环,并针对高速双侧电机驱动履带车辆在雪地上以初速度为80 km/h进行紧急制动的工况,进行实时仿真和驾驶员在环试验. 仿真和试验结果表明：相对于常规履带车辆紧急制动控制方法,提出的策略能够更有效地将车辆滑移率保持在合理范围内,更好地利用地面附着力,并缩短了制动距离.     

履带车辆的一种动力学建模

研究了履带车辆的动力学建模.将履带式车辆处理为三大刚体系统:即车体和左右两侧履带系统.其中将履带简化为柔索约束,并用"冰刀+车轮"的模式对履带约束进行了数学描述,采用多刚体系统理论建立履带车辆的力学模型.其模式对履带约束的数学描述属于一阶线性非完整约束,用描述非完整系统的Routh方程建立了履带车辆的力学模型.     

一种获取行驶速度的简易方法

针对多谱勒雷达测速仪价格昂贵,而在车辆的传动部位安装传感器的测速方法需要对车辆进行解体,操作复杂等缺点,提出一种降低测量误差,间接获得车辆行驶速度的简易方法,即通过在履带车辆主动轮附近安装光电传感器,利用数字式磁带机采集车辆行驶时光电传感器拾取的脉冲信号,通过MATLAB对脉冲信号进行数据处理,从而获得车辆行驶速度．该方法简化了测速过程,可以利用简单的操作快速获得较精确的结果．利用某履带车辆完成了该方法的测速实验,并与相关的测速方法进行了结果对比,说明此方法的实用性和可行性．通过实验结果说明该实验方法可以广泛地应用于履带式车辆的测试中,具有一定的通用性．     

两栖车辆阻力水气两相流三维数值模拟

为了得到两栖车辆水中航行的阻力,建立了两栖车辆水上行驶的物理模型,并采用混合网格对整个流场进行离散.利用流体体积函数(VOF)多相流模型、k-ε两方程湍流模型,对两栖车辆的粘性绕流场进行了数值模拟.通过对比试验可知:仿真能很好地模拟阻力值和水气两相流的情况.仿真结果中能反映出水流绕流的情况,为以后进行两栖车辆的流场分析提供了有效的工具.通过分析水流和阻力的情况,为研究两栖车辆的减阻提速提供了思路.     

履带车辆的一种动力学建模

研究了履带车辆的动力学建模．将履带式车辆处理为三大刚体系统：即车体和左右两侧履带系统．其中将履带简化为柔索约束，并用“冰刀 车轮”的模式对履带约束进行了数学描述，采用多刚体系统理论建立履带车辆的力学模型．其模式对履带约束的数学描述属于一阶线性非完整约束，用描述非完整系统的Routh方程建立了履带车辆的力学模型．     

多履带车辆转向性能分析

分析了履带着地段速度瞬心的偏移与履带受力的关系，并通过单履带试验进行了验证，在此基础上建立了多履带车辆稳态转向的数学模型。模型中考虑了履带板的纵向和横向滑移及履带宽度。对模型进行的数值计算分析了多履带的不同布置方案、转向方式及驱动履带条数对转向性能的影响。     

月壤静力学特性的离散元模拟

以典型月壤的物理力学性质为参照标准,采用颗粒流程序PFC3D对月壤静力学特性进行了离散元模拟研究。通过离散元模拟三轴试验反复调整颗粒细观参数,建立了月壤离散元接触力学模型;描述了月面探测车辆行驶下的月壤承压特性模型与剪切特性模型;从月面探测车辆的行驶观点出发,模拟压板试验,得出了载荷-沉降关系;通过模拟履带板试验得出了剪切应力-位移关系。最后,计算出了月壤的变形模量K为1635 kN/mn+2、变形指数n为1.22,剪切变形模量k为1.35 cm。结果表明,模拟试验值与模型预测趋势一致。     

履带车辆行驶环境与驾驶意图的模糊特征分析

分析了履带车辆行驶状态参数、路面状况和驾驶员操纵信息形成的人-车-路闭环系统,应用采集到的油门开度、车速、加速度、油门开度变化率、累计制动时间等车辆行驶状态参数,运用模糊推理方法,对驾驶员意图和复杂多变的路面状况的模糊特征进行分析,为建立能自动适应复杂行驶工况的车辆智能控制系统奠定了基础.