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.     

FASE赛车转向系统的仿真优化与设计

对于一辆赛车来说,其转向系统的影响非常大,其设计水平直接影响赛车的操纵稳定性,车手对于赛车的控制,通常也是控制赛车的转向系统完成.建立了转向系统的虚拟样机模型,同时还建立了空间转向梯形运动学模型,进一步完成优化转向梯形,利用Adams软件优化设计了转向断开点的坐标,进行优化设计,以及对轮胎各个部分转向角进行优化分析,结...     

五连杆整体桥的轴转向特性动力学分析

系统分析五连杆整体桥轴转向的原理及其特点.介绍五连杆整体桥的基本结构,将轴转向分为单纯的因受力产生的弹性变形轴转向和受力后由杆件运动产生的几何轨迹轴转向分别进行详细阐述.     

高速履带车辆转向机理仿真

该文运用系统分析的方法,研究坚实地面条件下高速履带车辆转向过程的理论及其计算机仿真.以履带滑动转向理论为基础,考虑影响履带车辆转向的诸多因素(质心位置、负荷分布等),建立了履带车辆转向过程动力学模型.并且为求解模型中的微分-代数混合方程,编写相应程序进行了仿真计算,对高低速两种情况下高速履带车辆的转向过程进行了计算机仿真实验,仿真计算的结果与实车野外实验的结果呈现一致性.该文特别在分析履带车辆高速转向过程中研究了离心力通过履带接地压力而对履带车辆转向过程的影响.     

侧叉转向机构健康监测传感器布点方法研究

为探究侧面叉车转向机构健康监测布点方案,首先通过现场检验调研总结了转向机构发生故障的危险部位;再采用UG对简化后的转向机构各零部件进行结构建模,组成装配图;并采用UG中的运动仿真模块对转向机构作运动仿真模拟;然后采用 Adams 重点对球头销座进行动力学仿真分析;最终通过仿真分析计算得出球头销在转向过程中平均受力值为21.1 kN,左球头销在左右极限位置的受力差值高达4.5 kN,容易造成研磨不均匀。从而确定了传感器的布点方案,为以后侧叉转向机构健康监测的技术实现提供依据。     

新型铰接转向机构参数优化设计

该文介绍了一种新型的铰接转向机构,采用特殊的双摇杆转向型式,以采用此转向机构的某重载车辆为研究对象,利用CAE软件ADAMS,建立了机构铰点参数化的虚拟样机,采用Design study方法,得出转向机构参数性能的变化情况以及设计参数的近似敏感度,得到关联度最大铰点。采用OPTDES-SQP优化模型,设置目标函数,建立了以综合转向性能最优为优化目标的优化设计模型。经过优化,转向力臂差变化比率 为﹣74.6%,转向角度增加+2.22%,通过实际应用,减小了转向过程转向液压系统的振动和冲击,增加了系统转向稳定性,取得了良好的效果,为该转向系统的控制与操作提供了必要的依据。     

四轮转向车辆操纵稳定性仿真分析

对四轮转向车辆的转向特性进行了理论分析,并对某控制策略的四轮转向车辆为例进行了仿真.建立了四轮转向车辆操纵动力学模型,分析了前轮角阶跃输入下四轮转向车辆的稳态响应和瞬态响应与传统前轮转向车辆的主要区别;在四轮转向车辆状态方程的基础上二求解出横摆角速度和侧向加速度与前轮转角的传递函数,与前轮转向车辆对比分析了传递函数零、极点位置对响应特性的影响.借助Matlab/Simulink,对四轮转向车辆进行仿真,发现仿真结果与理论分析吻合.将仿真结果与前轮转向车辆进行比较,阐明了四轮转向车辆的性能优势.研究结果可为评价四轮转向车辆的系统设计提供理论依据.     

虚拟场景中履带式车辆转向运动仿真算法研究

转向是履带式车辆漫游时的一种基本运动.在虚拟场景中仿真车辆的转向运动时,由于受到实时性等条件的限制,需要根据实际情况进行简化.文中结合履带式车辆的简化模型,深入研究了此种车辆在平面和坡面两种地形条件下的转向运动规律,在保证逼真度和实时性的前提下,提出一种运动仿真算法确定了车辆转动后的位置和方向.在基于WTK仿真平台开发的某种履带式车辆训练模拟器的视景系统中,较好地实现了履带式车辆在任意崎岖不平的地形上行驶时的转向问题.     

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.     

基于Adams的转向机构优化分析

在满足结构刚度强度以及外转角误差、转向油缸最大压力和机构不干涉等约束条件下,利用Adams建立优化模型,分别对转向油缸进油量、径向力和车轮转角误差等进行优化分析.对某型号转向桥优化,转向油缸进油量降低28%;经样机测试,转向操作反应灵敏,不存在漏油、轮胎磨损等故障.     

汽车电动助力转向虚拟测试系统研究

汽车电动助力转向是一种利用电动机直接为汽车转向系统提供助力的高新技术,代表着未来汽车动力转向技术的发展方向;从而迫切需要一种方便、快捷的EPS系统测试仪器,而传统的测试系统在便捷性、可靠性、可扩展性方面都具有一定的局限;针对这种情况,文中应用目前最流行的虚拟仪器软件开发平台LabVIEW软件开发汽车电动助力转向系统虚拟测试仪器;考虑到LabVIEW软件不直接支持第三方数据采集卡的背景,提出了基于LabVIEW软件的单片机、PC机串口通信的测试方案,并成功开发了该虚拟测试系统;测试结果表明,该测试系统具有操作简便、工作可靠、开发成本低等优点,对相关虚拟测试系统的开发具有一定的借鉴价值.     

Mechanical-Hydraulic Co-Simulation of Full Hydraulic Articulated Steering System

With the development and improvement of the hydraulic steering system, the articulated steering system became the research focus of numerous domestic and foreign scholars. The full hydraulic steering system with a compact structure and ease of operation, is widely used in articulated steering mode. Furthermore, its performance can directly impact the steering sensitivity and stability. This paper studies the working principle and actual structure of the priority valve and the steering control valve, which are very important. By setting up a mathematic model, the system’s load-sensing characteristics and the impact of steering control valve bypass throttle damping on steering stability can be analyzed. The Hydraulic Components Design (HCD) model was established for the hydraulic part of this system. It is proved that the model can reflect the system’s actual properties by comparing simulation and experimental results. The dynamic model is based on its actual prototype parameters by taking the tire and ground forces into account. The steering process’s dynamic characteristics are co-simulated in the 1D+3D system model by combining AMESim and Virtual.Lab Motion. The simulation results show that the system’s load-sensing characteristics ensure the sensitivity of the steering operation, and the bypass throttle damping has significantly improved the operation stability and lowered down the cylinder pressure fluctuations. This can improve the system performance by appropriate optimization.

     

机械式变比转向器传动比测试系统设计

为满足车辆转向轻便性和灵敏性的统一、改善转向性能,汽车需要采用变传动比转向器.针对机械式变比转向器性能要求,基于转向器总成台架试验国家标准,描述了变传动比测试过程,设计了基于虚拟仪器的传动比测试系统,讨论了传动比测试硬件系统、人机交互界面设计和试验台的搭建与测试.主要运用PCI总线数据采集卡,实现系统输入端驱动、输出端加载和信号采集功能,完成了变比转向器传动比测试.为机械式变比转向器设计方法的验证提供数据依据,具有良好的现实意义.     

基于功率键合图装载机转向系统建模与仿真

为了使装载机转向系统的设计能够保证在作业或行驶时的机动性、安全性 和敏捷性,一般要对该系统进行虚拟仿真设计。首先分析小型多功能装载机液压转向系统工 作特性,包括系统组成,转向工作原理,及系统模型简化;然后以键合图理论为建模工具, 根据能量和信息流动与转换过程的不同,将转向系统各组成元件抽象为键合图元,建立了液 压转向系统的功率键合图;接着推导了液压转向系统工作过程的状态方程;最后,在 MWORKS 软件环境中建立了液压转向系统功仿真模型,并对转向过程进行了仿真测试。为 小型多功能装载机转向系统设计制提供了一套完整的理论与方法,对装载机转向系统的设计 具有着重要的理论和工程应用价值。     

汽车转向/防抱死制动系统的非线性鲁棒协调控制

针对汽车转向系统和防抱死制动系统的协调控制问题,提出一种新的非线性鲁棒协调控制系统.该控制结构由转向控制器和制动控制器组成.为了改善整个系统的鲁棒性和协调性,根据汽车转向和制动非线性综合模型,基于Hamilton函数方法设计了汽车非线性鲁棒协调控制器.该控制器通过预置状态反馈完成系统的耗散Hamilton函数实现.设计了适用于复杂工况的制动力分配策略.仿真结果验证了所设计控制算法的稳定性和有效性.     

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.     

舵机负载模拟系统前馈补偿控制研究

舵机负载模拟系统的主要任务是对舵机的力矩负载特性、最大承载能力等参数或特性进行检测,但由于这种系统通常是不稳定的发散系统,系统的不稳定特性直接影响舵机的性能检测精度.为克服此类问题对工程应用的不良影响,提出采用微分负反馈方法来解决负载模拟器的发散问题.同时,针对舵机运动速度分量引起的多余力问题,设计了舵机运动速度前馈补偿的控制算法.基于Matlab进行了控制系统仿真验证,对加入补偿算法前后系统对自然正弦指令信号的力矩响应幅值和相位差值进行了对比,分析了加入校正环节对系统误差的改善情况.仿真和实验结果表明,该方法在工程领域常见工况下具有较好的力矩跟踪性能,能够有效地测试舵机的承载性能.     

虚拟轨道列车全轮主动转向控制研究

针对多铰接式虚拟轨道列车的转向问题,基于后车跟随首车行驶轨迹运行的思路,提出了一种全轮主动转向控制方法.首先,利用移位寄存器储存首车的行驶轨迹作为目标路径;其次,根据车体后轴实际路径和目标路径间的横向偏差量,基于PID控制器和Stanley算法确定车体后轮转角,进一步利用阿克曼转向几何原理计算后车前轮的转角;最后,搭建TruckSim与Matlab/Simulink联合仿真平台,结合典型工况进行仿真分析.仿真结果表明,本文设计的控制方法有效提高了拖车模块对牵引车模块的跟随性能,减小了车间铰接处的作用力、车体的质心侧偏角和轮胎侧向力,从而提高了列车在转弯时的稳定性.     

汽车稳态转向动力学分析及稳态响应特性判别

为了揭示弹性轮胎的侧偏特性对车辆操纵稳定性的本质影响,以广义汽车转向稳态响应模型为基础,对安装不同特性车轮的车辆分别进行了转向动力学分析,并通过运动特性参数的差异性对比,确定了有别于传统二自由度模型的汽车稳态响应特性的新的判别依据,然后通过实例分析,验证了新的稳态响应特性判别依据的可行性和优越性.