电动装载机轮边驱动行走系统设计与研究

设计并将永磁同步电动轮技术引入电动装载机轮边驱动行走系统中.先在台架上进行了永磁同步电动轮的特性试验,后在载重工况下对电动装载机进行了行驶、牵引和转向等试验.载重试验数据表明电动轮行驶效率达到95%以上,车速5 km.h-1左右;最大牵引力26 700 N左右,电动轮效率高达92.5%以上;电动轮能自适应差速,实现整机平稳转向.     

基于弱磁控制的工程机械自适应电子差速控制

传统轮式工程机械使用机械差速器来完成差速,而轮边电力驱动系统的差速功能主要通过电子差速控制技术来实现。分析了常用的电子差速控制策略,提出了基于弱磁控制算法的自适应电子差速技术,搭建了轮边电力驱动装载机模型,并对转弯工况和不同滚动半径直行工况进行了仿真研究,进行了轮边电力驱动装载机的空载转向和重载转向试验。研究表明,采用弱磁控制算法的左右电动轮能够自适应差速,实现平稳转向。     

分布式后驱电动客车驱动防滑系统设计及验证

针对分布式驱动电动客车在低附着路面等工况下驱动打滑问题,对两后轮采用轮毂电机驱动的电动客车的驱动防滑控制及测试进行了研究,提出了一种包括滑转率估算、单轮驱动防滑、双轮转矩协调模块的驱动防滑系统。通过左转及右转两种工况下的实车试验与仿真结果对比分析的方法,验证了搭建的分布式后驱电动客车模型的准确性;基于Truck Sim与Matlab/Simulink联合仿真平台,在分布式后驱电动客车模型上对设计的驱动防滑系统进行了对接路面及对开路面下的仿真验证。研究结果表明:该驱动防滑系统可以有效地控制分布式后驱电动客车在低附着路面上的驱动打滑情况;特别在对开路面上,所设计的协调控制模块在实施单轮驱动防滑后,通过协调控制左右轮转矩,能较好地抑制非期望横摆力矩的产生,使车辆能够稳定行驶。     

电动轮汽车差速助力转向系统路感优化

根据电动轮汽车差速助力转向系统工作原理,提出转向路感、转向灵敏度、转向稳定性的概念及量化公式;在传统模拟退火(SA)算法基础上,以转向路感为优化目标,转向稳定性和转向灵敏度为约束条件,设计自适应模拟退火(ASA)算法,对系统参数进行优化设计。仿真结果表明:基于ASA算法的电动轮汽车差速助力转向路感优化,可在保证系统具有较好的转向稳定性和转向灵敏度基础上,有效提高系统的转向路感。研究结果可为电动轮汽车差速助力转向的设计和优化提供理论基础。     

电动轮驱动汽车驱动助力转向技术

根据电动轮驱动汽车转向轮驱动力可独立控制的特点,提出利用左右转向轮驱动力独立控制产生转向助力力矩实现减小驾驶员手力目的驱动助力转向技术.分析驱动助力转向技术的原理,建立其力学模型和系统结构,提出由以转向角和车速输入的前馈控制和以实际转向手力与理想手力差值的反馈控制构成的驱动助力转向技术的控制策略,并设计出理想转向手力特性曲线.搭建驱动助力转向技术的验证试验车,利用控制器快速原型技术对提出的驱动助力转向技术及控制策略进行包括定圆周行驶、双移线及原地转向等多工况的实车试验验证,结果表明所提出驱动助力转向技术在各种工况下均可明显减轻驾驶员手力并使其符合理想转向手力特性,它为电动轮驱动汽车的转向助力技术提供了一种新的实现方法.     

电动车驱动防滑控制策略研究

针对驱动轮在附着条件恶劣的路面行驶时滑转问题,对后轮独立驱动电动汽车进行驱动防滑控制研究。提出了基于自适应模糊神经网络控制的驱动防滑控制策略,提高汽车在极限工况下车辆的稳定性。根据车辆运动状态,路面识别算法对当前路面和最优滑转率进行辨识。采用自适应模糊神经控制器将驱动轮滑转率实时控制在最优滑转率附近。仿真结果表明:模糊路面识别算法能够较好识别路面附着系数和其最优滑转率;基于自适应模糊神经控制的驱动防滑具有良好的控制效果,提高了恶劣路面行驶时车辆的稳定性与动力性。     

试析电动车动力系统的设计与实现

随着能源危机的日益严重以及人们环保意识的不断增强,研究开发清洁、节能和安全的汽车成为汽车工业发展的方向。电动汽车根据电动机驱动车轮方式的不同可以分为集中电机驱动形式与电动轮驱动形式。相比较集中电机驱动,轮边驱动控制方便、结构紧凑,整体重量可以得到很好的改善。鉴于集中电机驱动形式与电动轮驱动形式的明显不足,本文开发了一种新型电动客车动力系统。     

自适应管道机器人驱动系统设计

通过对自适应管道机器人驱动系统的总体构架进行分析,详细介绍了驱动系统的弹簧预紧变径机构、三轴差速机构、行走驱动机构和辅助支撑机构的设计。使得所设计的管道机器人具备管径自适应特性和自主差速特性,并可根据弯道内部环境自主改变各驱动轮的速比关系,顺利通过弯管和尺寸不规则的管道。     

分布式驱动电动汽车电子差速系统仿真研究

针对四轮独立驱动电动汽车的转向差速问题,对分布式驱动电动汽车的电子差速控制策略进行了仿真研究。对传统的各轮目标转矩等值分配再补偿修正的方法进行了改进,提出了更为主动的目标转矩分配方法,并加入了路面识别模块,以实现汽车更好的转向;根据整车当前反馈信号计算得来的各驱动轮垂向载荷与整车总质量的比值,对各轮目标转矩进行了预分配,然后再依据各轮反馈的滑移率对各轮驱动转矩进行了补偿分配,最后用Simulink软件建立了整车七自由度动力学、dogoff轮胎、路面识别控制器、转矩分配器等模型,并进行了仿真分析。研究结果表明:该控制系统能更好地实现汽车的电子差速功能,降低了转矩和滑移率的波动范围,改善了汽车转向的灵活性、稳定性和舒适性。     

转向工况下的混合动力汽车电子差速控制技术

混合动力汽车在转向过程中易受轮胎垂向载荷、侧向力等因素的影响,为保证其稳定行驶,提出了基于改进相对滑移率的混合动力汽车电子差速控制技术。考虑车辆驾驶时轮胎垂向载荷、侧向力和侧偏角等因素,运用刚体运动原理构建混合动力汽车动力学模型;以车外某点为圆心,通过阿克曼理论计算前轴内外车轮转向角,参考汽车质心速率推算内外车轮转向工况下行驶速度,明确双驱动轮转速;推算内外侧转速和驱动轮距真实转速的耦合关系,将相对滑移率拟作差速控制参数,计算车辆系统性能指标,利用线性二次模型推导差速控制规律,以系统性能指标最小为目标,构建车辆系统最佳差速控制器。结果表明,所提技术能将电子差速滑转率控制在极低水平,降低了车辆的打滑概率,显著提升了车辆驾驶安全性。     

四轮轮毂电机驱动智能电动汽车转向失效容错控制研究

四轮轮毂电机驱动电动汽车各轮驱动力矩独立可控,可通过控制前轴左右两轮的力矩差实现前轮转向。以四轮轮毂电机驱动智能电动汽车为研究对象,针对线控转向系统执行机构失效时的轨迹跟踪和横摆稳定性协同控制问题,提出一种基于差动转向与直接横摆力矩协同的容错控制方法。该方法采用分层控制架构,上层控制器首先基于时变线性模型预测控制方法求解期望前轮转角和附加横摆力矩,然后考虑转向执行机构建模不确定性以及路面干扰,设计基于滑模变结构控制的前轮转角跟踪控制策略。下层控制器以轮胎负荷率最小化为目标,利用有效集法实现四轮转矩优化分配。最后,分别在高速换道和双移线工况下仿真验证了该控制方法的有效性和实时性。     

基于差动驱动的电子差速控制方法研究

针对目前采用转速或转矩控制模式实现电子差速所存在的问题,提出了一种基于差动驱动的电子差速控制方法,从整车动力学层面上设计了基于滑模控制理论的横摆运动控制模块;在充分考虑轮胎摩擦椭圆和执行机构物理限制的基础上,设计了差动驱动控制模块和滑转率控制模块.研究结果表明,该电子差速控制策略简单有效,不但能保证每个驱动轮都有很好的...     

分布式驱动智能汽车对开坡道起步双重转向控制

匹配多套分布式驱动系统可以提升智能汽车的动力学控制能力,但该车在对开坡道起步时仍会存在动力性与方向稳定性难以兼顾问题。提出并验证一种结合主动转向与差动转向的分布式驱动智能汽车双重转向控制方法。根据各驱动轮独立可控的特点,分析对开坡道起步时施加双重转向控制的必要性;根据左右轮驱动力不等导致车辆产生差动转向而偏离直行路线的现象,基于模型预测控制设计出前轮主动转向控制器;结合设计的主动转向控制器与已有的分布式驱动汽车转矩自适应驱动防滑控制器,完成双重转向控制器设计;通过仿真分析和实车道路试验,验证了所设计控制器的控制效果。研究表明：施加双重转向控制,可以使分布式驱动智能汽车尽可能充分利用其自身驱动力和路面可提供的最大附着力;同时,能够根据实时的车身姿态参量和所在位置信息计算出相应的附加转向盘转角,通过主动转向使横向偏移量大幅降低。所提出的基于差动转向与主动转向相结合的双重转向控制,可以全面改善车辆的通过性和方向稳定性。     

基于同步齿形带的差动轮线性传动中的力学分析

对一种新型的基于同步齿形带的差动轮线性传动中的力学进行了分析。该机构是在传统的同步带机构的主、从动轮之间的齿形带上啮合一套由大小不同的两个同轴固联在一起的差动轮组成的差动线性传动机构。当主动轮转动时,由于大小差动带轮的直径不同,差动机构就不会停留在原处,而会沿中心线方向上作直线移动。对该机构的传动中的力学进行了研究,得到了驱动力与负栽的关系式。同时,应用这些传动关系而研制的一维线性驱动器验证了基本的传动关系。     

基于键合图理论的三轴差速机构的差动特性

为解决轮式管道机器人通过弯管时产生的运动干涉及传动部件的磨损等问题,将三轴差速机构应用于轮式管道机器人中,三轴差速机构可根据管道对各驱动轮所产生的力矩之间的关系调节其输出转速,实现机器人在弯管中的自主差动运行.将键合图理论应用到三轴差速机构差动特性的分析中,利用绝对速度法建立三轴差速机构的增广键合图模型,并根据一定的规则推导相应的状态方程.针对三轴差速机构三个输出轴的输出不等效现象,由状态方程得出三个输出轴传动路线等效的条件,并进行相应的等效处理.根据建立的状态方程,对三轴差速机构进行不同工况下的仿真计算,计算结果表明三轴差速机构可以根据外作用力的大小关系进行差动输出.     

越野汽车分动器非圆行星差速器概念模型

提出了一种非圆行星差速器概念模型,将其应用于越野汽车分动器,可以实现两输出轴扭矩变比例分配,相当于增大了差速器的锁紧系数,即增加了差速器的防滑功能,从而有望提高车辆的越野通过性。组成行星齿轮差速器的三要素均为非圆柱齿轮,通过传动原理分析,给出了非圆节曲线的设计方法,并进行了示例计算。     

自卸车轮边减速器差速失效情况下的受载分析

电动轮自卸车的轮边减速器运行约4000小时后,由于差速失效引起两驱动轮受载不同,导致齿轮较长时间过载运行以致损坏出现严重断齿现象.对轮边减速器在差速失效情况下进行不同工况的受载分析,并对减速器进行静强度校核和寿命分析以及差速调整分析,提出减速器在差速失效情况下的对策.