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。     

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。     

基于可拓博弈的智能汽车轨迹跟踪协调控制方法研究

针对智能汽车在高速过弯工况下,轨迹跟踪误差大、横向稳定性无法保障的问题,提出一种可拓博弈轨迹跟踪协调控制方法,通过可拓划区域切换控制和博弈协调相结合,突破单一控制策略的工况适应性和多策略切换的抖动问题。所提方法基于分层控制体系,将轨迹跟踪控制分解为上层测度模式识别层和下层博弈协调层。上层基于可拓理论,提出并联可拓测度模式识别策略,将车-路系统实时状态映射至对应的可拓控制架构中经典域、可拓域和非域三种测度模式。下层针对不同测度模式对应设计三种控制策略,根据上层测度模式识别结果进行实时策略切换,引入博弈协调方法对并联可拓权重进行协调控制,有效避免了模式切换带来的抖动问题。通过Simulink/Carsim建立联合仿真模型,在双移线和“8字”形时变曲率高速工况开展算法对比验证,所提方法相较于比例-积分-微分(Proportion-integral-derivative,PID)控制方法,平均跟踪误差精度提升45.08%,尤其在大曲率突变的恶劣工况下,车辆稳定性提升44%。最后利用智能汽车试验平台进行了对比验证,对设计智能汽车高速轨迹跟踪控制策略具有极强的指导意义和参考价值。     

平衡重式叉车防侧翻模型预测控制研究

为降低叉车在高速转向时发生侧翻的概率,设计了一种液压支撑油缸作为执行机构,为叉车提供侧向支撑力。针对叉车行驶过程中的安全域判断问题,提出基于零力矩点的叉车行驶状态划分策略,以零力矩点沿侧向分量与叉车支撑平面的关系作为划分依据,并考虑侧翻过程中叉车支撑平面的变化,将叉车侧倾过程分为安全行驶、危险可控以及临界侧翻3个阶段：在安全阶段油缸不提供支撑力;在危险可控阶段基于模型预测控制算法进行油缸支撑力和叉车姿态的调节;在临界侧翻阶段控制油缸为车身提供最大支撑力。该方法以三自由度叉车侧倾模型为控制对象和零力矩点计算的依据,在MATLAB/Simulink中搭建防侧翻控制器进行欧标工况仿真,并进行了实车试验,验证了防侧翻模型预测控制的有效性。     

平衡重式叉车底盘小波网络动态逆内模控制

提出一种基于小波网络动态逆内模控制方法的平衡重式叉车底盘集成控制策略,实现对叉车主动后轮转向(Active rear wheel steering,ARS)与直接横摆力矩控制(Direct yaw-moment control,DYC)的解耦控制,以消除叉车底盘各子系统间的耦合作用。在分析叉车底盘集成系统可逆性的基础上,确定解耦输入输出变量的匹配关系,建立小波网络动态逆模型并与原叉车底盘系统串联,将叉车底盘系统解耦为输入输出一一对应的两个独立的伪线性系统,实现了叉车底盘系统各控制回路之间的解耦;设计内模控制器对伪线性系统进行内模控制改善系统的响应品质,并进行仿真分析与基于Lab VIEW PXI和ve DYNA的驾驶员在环试验验证。结果表明,基于小波网络动态逆内模控制方法的平衡重式叉车底盘集成控制策略能够消除ARS与DYC之间的干涉和耦合,提升叉车的状态跟踪和操纵稳定性。     

汽车底盘系统分层式协调控制

将汽车底盘控制系统分成上层与下层控制部分进行分层式协调控制.下层控制器为悬架、转向和制动系统三个单独的控制器,用以执行各子系统的控制任务,实现各自的性能指标;上层协调器主要接受来自下层控制器的决策信息,对其进行整体协调分析,并及时修改下层控制的决策,从实现整车综合性能最优的目标出发来执行协调优化任务.仿真及试验结果表明,采用分层式协调控制策略对汽车底盘系统进行控制,能够很好地改善整车的平顺性、安全性及操纵稳定性,控制效果要优于采用单独的子控制器的控制效果.     

驾驶员影响汽车侧翻稳定性机理分析与控制

针对驾驶员引起的汽车侧翻问题,分析驾驶员因素影响汽车侧翻稳定性的机理,提出融合驾驶员的人-车闭环系统差动制动防侧翻控制策略。考虑驾驶员感知、决策及执行参数的影响,建立驾驶员侧倾反应动力学模型;以某SUV为对象,分析驾驶员侧倾反应模型主要参数影响汽车侧翻稳定性的规律,包括驾驶经验参数、神经系统延迟时间及肌肉系统延迟时间;融合驾驶员及电控液压制动系统动力学特征设计PID差动制动防侧翻控制策略;选取典型汽车侧翻工况进行实例验证,结果表明驾驶员经验参数和神经系统延迟时间对汽车侧翻稳定性影响显著;提出的融合驾驶员的人-车闭环系统差动制动防侧翻控制策略既可弥补驾驶经验不足又可克服驾驶员生理及心理限制的限制,有效提高汽车防侧翻能力。     

CSD型四向平衡重式叉车研发

针对普通叉车搬运或堆垛木料、型材及水管等细长物件时,作业效率低且不方便,将工程车辆的转向装置应用于四向平衡重式叉车,并以蓄电池为动力源,采用双电机驱动与双转向系统,车辆可根据实际工况在原地转向实现前、后、左、右四个方向自由转向及行驶,无转弯半径,实现车辆作业的高效性,较好解决了货架之间由于受窄小通道的限制车辆在通道内转弯困难的问题。采用智能化安全感控装置和模块化多轴联合控制装置可实现车辆现场障碍物准确发现与自动避让、防打滑控制、防转弯侧翻控制,自主研发的液压控制系统可使叉车在纵向行驶和横向行驶时切换方便、可靠。     

重型车辆模糊差动制动防侧翻控制研究

针对重型车辆防侧翻控制算法进行研究,基于差动制动防侧翻理论,将模糊控制与PID控制相结合,设计车辆防侧翻控制器,将车辆输入输出参数模糊化,进行模糊推理及解模糊化,建立模糊规则,开发基于预警的车辆防侧翻PID控制算法,在双移线转向输入工况下对基于差动制动和模糊PID控制的重型车辆防侧翻控制算法进行仿真分析,从仿真结果可以看出车辆在双移线试验工况中施加控制后横摆角速度、质心侧偏角及侧向加速度都得到改善,提高了车辆行驶的稳定性。结果表明基于差动制动和模糊PID控制的重型车辆防侧翻控制算法能够有效的防止车辆侧翻。     

基于高压锂电的电动叉车行走动力控制系统研究

随着全球变暖和能源危机等问题日益严重,零排放、低振动、无污染的电动叉车越加受到消费者的青睐,纯电动系统是工程机械发展的必然趋势。尽管电动化技术早已在叉车领域得到广泛的应用和认可,但目前的电动叉车多是基于低压,造成功率元器件、连接器、电缆与电机产生较高热损,同时,电流变化率高,容易产生电蚀现象。对此,提出以高压锂电池作为储能单元的高压锂电电动叉车动力总成方案,根据叉车使用工况制定整车行走控制策略,确定驱动电机控制器使用转矩模式控制叉车行走,并探究基准扭矩与油门踏板开度的关系。利用模糊推理规则,实现对驾驶员油门踏板开度控制的意图识别,使用补偿扭矩快速达到驾驶员操作意图。通过MATLAB/Simulink仿真软件验证了高压锂电电动叉车行走动力总成控制策略的可行性。     

基于激光位移传感器的电动叉车升降性能检测系统

结合叉车整机试验方法标准,确定针对电动叉车升降性能检测的方法。根据检测方法设计电动叉车升降性能检测系统。该系统基于激光位移传感器,利用PLC、组态软件,对叉车门架升降速度、最大起升高度等叉车升降性能参数进行检测。     

高速伸缩臂叉车静液压控制系统分析设计

设计了高速伸缩臂叉车静液压控制系统,该系统采用了发动机与变量泵复合控制的方式,实现了叉车的联合操作,即在叉车行驶过程中能够正常操作作业机构而不影响对行驶机构的控制,同时还实现了发动机转速随负载变化而自行优化调整的功能,充分利用了发动机功率.     

基于蓄能器储能和综合调度叉车势能利用系统

随着导航控制和运动控制技术的成熟,越来越多的输送机器人用于工业生产中,大幅提升了工业生产自动化能力。输送机器人,往往以传统叉车为原型,通过智能调度和运动控制,完成生产搬运任务。但这种叉车系统,在往复提升和下放货物中,存在大量的物料势能浪费问题;而现有能量回收再利用方法,仅讨论了叉车举升系统能量回收和再利用性能,而未充分考虑单台叉车带载提升和带载下降并不是一个工作循环,导致能量回收系统应用较少。提出采用蓄能器回收叉车下放货物的势能,并通过自动调度系统协调,实现回收能量的再利用。该方法的推广,将大幅改善叉车系统能量效率,并减少电池供电叉车的充电次数,推动输送机器人绿色运行技术,推动行业技术进步。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车电液复合制动平顺性控制策略

液压制动与电机再生制动的时域响应差异导致电动汽车在制动模式切换时产生冲击感,影响驾驶员驾驶感受和乘坐舒适性。以四轮轮毂电机驱动电动汽车为研究对象,提出一种基于分层架构的电液复合制动平顺性控制策略。针对"高压蓄能器+电机泵"式电子液压制动系统（EHB）,上层控制器提出基于模糊控制的轮缸压力控制策略;针对制动模式切换过程中产生的冲击,下层控制器提出包括液压介入预测模块和电机制动补偿模块的电液复合制动平顺性控制策略。通过Simulink-AMESim联合仿真平台进行仿真试验验证。结果表明,轮缸压力控制策略能够保证轮缸液压力较好地追随目标压力,且稳态误差不超过2%;电液复合制动平顺性控制策略能够有效提高制动系统的响应速度,同时显著降低制动模式切换时的冲击,能提升车辆制动平顺性和乘坐舒适性。     

高位堆垛叉车柔性举升运动规划研究

为了提高堆垛效率、减小系统冲击,对高位堆垛叉车举升运动进行了运动规划研究。对叉车纵向稳定性进行了动力学分析,给出了最大举升加速度和高位堆垛叉车举升运动三角函数加减速算法,并对举升运动可能存在的三种运动情况进行了分析。结合叉车具体参数,对高位堆垛叉车举升运动进行了仿真研究,仿真结果表明:提出的三角函数加减速算法在保证堆垛效率的前提下,可有效减小系统冲击,实现柔性举升。     

基于ADAMS的叉车静态稳定性分析与仿真

通过分析叉车静态稳定性应满足的条件,运用大型力学分析软件ADAMS,建立近似模型,进行静态稳定性分析与仿真,为叉车稳定性设计提供了一种方便快捷、准确有效的计算工具.