装载机线控转向系统的设计与分析

针对装载机转向系统能源消耗大,使用成本高,驾驶室工作条件差和驾驶易疲劳的缺点,设计了线控转向系统。该系统采用变量泵,系统采用容积控制,能耗较定量泵低,去除了方向盘与转向系统之间的机械连接,转向非常轻便,工作室环境得到了改善。首先设计了整体的线控转向系统方案,然后建立了数学模型,在数学模型中加入PID模糊控制,最后在MATLAB/Simulink中仿真。结果证明,该系统具有非常好的稳定性,方向盘转角与转向马达转角随动性很好。     

基于线控转向的路感仿真模拟应用

线控转向取消了车轮与方向盘之间的机械连接,导致路面信息无法经方向盘直接传递给驾驶员。为了驾驶的安全性,设计了路感仿真模拟系统,利用稀土永磁型直流电机输出扭矩与电机电流线性度较好的特点,搭建电机路感仿真模拟控制电路。汽车ECU可根据方向盘转角传感器和车辆行驶状态信息,通过电机控制板输入电压控制输出扭矩。经实验验证,该系统有效可靠,能适用于不同类型SBW车辆的路感仿真模拟。     

线控转向系统路感模拟控制研究

在线控转向(Steering By Wire,简称SBW)系统中,方向盘与转向器之间的机械连接被取缔,驾驶员无法直接获得转向路感,为了使驾驶员获得合适的路感信息,需要对路感进行设计。文章通过分析路感的因素,首先建立了SBW系统模型,运用Carsim仿真拟合得到三个不同速度下的模拟路感。结果表明,在三个速度下均能获得良好的模拟路感。     

线控转向系统变角传动比设计及路感模拟

变角传动比设计及路感模拟是线控转向系统的核心部分.根据车辆的转向灵敏度和车速确定了变角传动比的设计方案.通过分析不同路感模拟的策略,考虑到"人-车-路"闭环系统各个环节间的相互关系,并结合不同驾驶员的偏好与转向系统对道路信息的反馈,基于权重法进行转向路感的模拟.通过Carsim/Simulink仿真双移线和双纽线工况,...     

装载机线控转向系统研制

线控转向系统将电液比例、计算机和自动控制等高新技术充分结合,取消装载机原有转向系统中转向盘与转向轮之间机械（或液压）的联系,使装载机转向系统的转向灵敏度可以根据工况进行调节,为驾驶员提供合适的路感,解决了装载机作业效率与高速行走稳定性之间的矛盾,在提高作业效率的同时,降低了操作人员的劳动强度,简化了装配过程,使装载机的遥控驾驶成为可能。设计了装载机线控转向系统的液压系统、电控系统的软硬件,并在样车上进行了试验,结果表明装载机在安装线控转向系统后可以满足实际使用要求。     

侧面叉车线控液压转向系统的设计与仿真

随着线控转向技术的发展,线控转向技术与液压技术结合的线控液压转向系统将改善车辆的转向性能。针对侧面叉车的行驶特点,设计了侧面叉车的线控液压转向系统,在分析系统工作原理基础上,建立了转向系统数学模型;提出了模糊PID控制策略,利用AMESim和Simulink对系统进行联合仿真,仿真分析结果表明,采用模糊控制系统的动态响应性能有明显提高,抗外部干扰能力加强,转角的跟随性较好,转向系统的响应速度达到了车辆实际的要求,为线控液压转向技术在叉车上的推广应用提供理论指导。     

低附着路面条件的线控转向系统路感模拟与回正控制研究

线控转向取消转向盘与转向车轮之间的机械连接,车辆转向阻力矩无法直接反馈给驾驶员。在分析传统车辆路感产生原理的基础之上,利用电流传感器测得的转向电机电流来等效路面负载,实现对线控转向系统路感的自行设计。通过建立线控转向系统模型并利用回正力矩信息,考虑车辆自回正力矩在低附着路面上会显著降低的特点,提出一种新的回正控制策略,该策略运用扩展卡尔曼滤波算法,对路面附着系数进行估计,并根据不同的路面附着系数来设计不同的回正电流,以使得所设计的线控转向系统在各种路面上都具有较好的回正性能。最后,对所提出的方法进行仿真和硬件在环试验分析,其结果表明,所设计的路感能够很好地满足驾驶员的操纵需求,并且所设计的回正控制策略在低附着系数路面上能够明显改善驾驶员对路感的感知。     

装载机线控转向角度测量控制研究

装载机线控转向系统将自动控制系统与液压系统结合,取消装载机原来转向系统中方向盘与转向轮之间机械或液压连接,优化装载机转向系统的路感与工况适应,便于与其它系统集成,统一协调控制。提出了一种新的线控转向装载机的转角的测量方案,更精确测量转角数据。设计优化装载机线控转向液压系统信号检测,更好满足实际需要。     

线控转向系统前轮转角控制仿真研究

针对汽车线控转向车辆,以线性二自由度车辆模型为基础,以稳态转向时的横摆角速度作为控制目标,研究了基于控制器参数优化的固定转向灵敏度型横摆角速度反馈控制算法。结果表明,随车速变化,在改变转向比和控制器参数的条件下,车辆横摆角速度能较好地跟随稳态时的横摆角速度。高速时,与相同前轮转角没有反馈控制的车辆相比,最大超调量减少,调整时间减少。     

汽车线控转向系统

转向性能是汽车的重要性能之一,直接影响到汽车的操纵稳定性和主动安全性。对保证车辆的安全行驶、减少交通事故、保护驾驶员的人身安全以及改善驾驶员的工作条件起着重要作用。随着现代汽车技术的迅速发展,汽车转向系统已从纯机械式转向系     

轮式装载机虚拟设计及联合仿真控制研究

基于数字化的虚拟设计技术,利用Pro/E和ADAMS建立装载机零/部件的三维实体模型,通过MECH/Pro接口完成模型的导入与整车的虚拟装配,在ADAMS环境下设定不同的STEP函数,实现装载机典型工况的运动仿真。为进一步优化整车运动仿真过程,利用MATLAB软件编写不同的控制程序,以两侧车轮速度作为输入量,借助ADAMS/Controls模块完成装载机的联合仿真与控制。通过反复修改、调试和控制仿真模型,模拟装载机实际作业的典型工况,大大提高了设计效率,为装载机的深入研究提供了新的设计思路。     

Robust control design for a wheel loader using and feedback linearization based methods

The heavy equipment industry is building more and more equipment with electro-hydraulic control systems. The existing industry practices for the design of control systems in construction machines primarily rely on classical designs coupled with ad-hoc synthesis procedures. Such practices produce desirable results, but lack a systematic procedure to account for invariably present plant uncertainties in the design process as well as coupled dynamics of the multi-input multi-output (MIMO) configuration. In this paper, two H_∞ based robust control designs are presented for an automatic bucket leveling mechanism of a wheel loader. In one case, the controller is designed for the base plant model. In another case, the controller is designed for the plant with a feedback linearization control law applied yielding improved stability robustness. A MIMO nonlinear model for an electro-hydraulically actuated wheel loader linkage is considered. The robustness of the controller designs are validated by using analysis and by simulation using a complete nonlinear model of the wheel loader linkage and hydraulic system.     

轮式装载机工作装置液压系统分析与改进设计

该文通过对装载机常见的工作装置液压系统原理进行分析,发现翻斗液压缸无杆腔过载会导致活塞杆弯曲、液压软管破裂、油封损坏、无杆转斗拉杆损坏等故障,在此基础上提出改进设计的方法,为同类型的液压回路改进设计提供一定依据。     

多功能装载机工作装置机械-液压系统联合仿真

为准确分析多功能装载机工作装置的运动及各部件的受力状况,研究工作装置在整个工作循环过程中的平移性、自动放平性及其卸料性,应用Denavit-Hartenberg方法来建立工作装置机构运动学模型,并建立液压系统动力学模型。采用多体动力学软件MSC.ADAMS及其液压模块,建立多功能装载机工作装置机械-液压联合仿真模型。对多功能装载机工作装置进行一个循环的仿真分析,研究结果表明,分析结果全面地反映了工作装置的运动状况及各个部件的受力状况,较好地验证了工作装置机械性能和液压系统的动态性能。     

装载机工作装置优化设计及多体系统动力学仿真

装载机工作装置的力学分析通常采用静态分析法,且分析焦点往往是六杆机构。笔者针对综合性能更具优势的八杆机构装载装置进行优化设计,继而根据优化数据建立装载机工作装置的多体动力学模型,较准确地分析了装载机工作装置的诸多性能指标,其结论验证了优化设计结果。     

基于ADAMS的轮式装载机运动学及动力学仿真分析

基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件对某轮式装载机建模,并对其进行运动学及动力学仿真,检查装载机在运动工作过程中是否出现干涉,同时获得装载机各部件的运动学及动力学相应曲线,分析装载机结构设计及其受力情况是否合理,为装载机设计提供参考.     

Comprehensive optimum and adaptable design methodology for the working mechanism of a wheel loader

The working mechanism is an important part of a wheel loader. It is used to accomplish the shoveling, loading, lifting, and dumping tasks. Usually, the working mechanism is a Z-bar linkage and the dimensional design of the linkage directly affects the loader’s service performance, such as dumping clearance and dumping height. As there are many other performance indexes and various field requirements for the loader, comprehensive optimum, and adaptable design methodology with full-parameterized kinematic model attracts engineers’ research interests. Focusing on the multi-objective and multi-variable problems, this paper firstly establishes an accurate and simplified kinematic model of the Z-bar linkage with deduced expression of the basic parameters, and then investigates the performance indexes including mechanism transmission ratio, lifting stationary, dumping angle in any position, bucket flat setting, and extreme transmission angle, etc. With the full-parameterized kinematic model and the optimum algorithm, modified complex method, a comprehensive and adaptable design platform is built to solve the multi-objective and multi-variable problems of the Z-bar linkage. A case study with two optimization schemes as “full variables design” and “partial variable design” is conducted. The simulation results show that both schemes are better than the original one. The methodology and platform in this paper are of importance in generating user requirement oriented linkage design schemes with enough consideration and optimization of multiple performance indexes.     

平动式轻型装卸机结构系统设计

平动式轻型装卸机主要用于工厂、仓库、商场的装卸工作，配有专门的机械手，以装卸不同类型的货物。平动式轻型装卸机主要由主机架、液压系统和电气系统三部分组成。详尽论述了轻型装卸机主机架结构、液压系统和电控系统的主要结构特点。     

基于ADAMS的装载机工作装置机液联合仿真分析

对装载机工作装置进行机液联合仿真可以更好地分析工作装置各杆件的受力情况以及液压系统的控制.在ADAMS中建立了装载机工作装置机械系统和液压系统,设计了液压阀控制函数.进行机液联联合仿真,分析了铲斗角变化和铲斗斗尖轨迹,以及阀的流量变化和缸的受力,这对类似系统的仿真分析研究很有意义.