电驱动铰接式车辆转向差速性能建模与仿真

电驱动铰接式车辆每个车轮采用独立异步电机驱动,可靠高效的转向差速控制策略尤为重要。通过分析电动轮数学模型和车体运动转向数学模型,采用ADAMS建立虚拟样机模型,应用Simulink搭建牵引电机模型及其驱动控制模型,联合建立整车驱动控制模型;针对现有普遍采用的等功率和等扭矩控制方式进行稳态转向工况差速性能仿真,从车辆动力学角度对两种控制方式进行评价。结果表明:等转矩控制下的差速性能略优于采用等功率控制,对地面附着系数利用更好,所搭建的模型及获得的结论可以对电驱动铰接式车辆转向差速控制系统研究提供参考。     

罐车爬壁射流清洗小车力学特性分析

设计了一种罐车爬壁射流清洗小车,建立了这一清洗小车的静力学和动力学模型,并分析了这一清洗小车在沿壁面下滑、纵向倾覆、横向翻转三种工况下的静力学特性,以及在直线行驶、差速转向两种工况下的动力学特性.分析结果表明,罐车爬壁射流清洗小车最易发生吸附失稳的工况为沿壁面下滑,最易发生行驶失稳的工况为差速转向,可靠附壁的最小吸附力...     

基于动力学分析的差速驱动AGV原地转向稳定性研究

针对偏心式差速驱动货叉自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)在原地转向过程中出现旋转中心偏移,进而影响AGV原地转向稳定性的问题,采用动力学分析与仿真相结合的方法对差速驱动AGV原地转向稳定性进行研究.建立AGV原地转向动力学模型并对车体侧滑等现象进行分析,推导AGV原地转向稳定性的相关公式,获得影响AGV原地转向稳定性的结构参数和运动参数.通过动力学分析软件ADAMS仿真,仿真结果验证公式的精确性以及获得各参数对AGV原地转向稳定性影响规律.根据推导公式与仿真结果,获得优化的结构参数和运动参数,优化后的AGV原地转向稳定性显著提高.     

履带车辆液压机械差速转向系统动力学建模及仿真

液压机械差速转向系统是履带车辆的一种新型双功率流转向系统,在对系统构成及工作原理进行分析的基础上,运用动力学原理和模块化建模方法,建立了包含发动机、液压闭式回路系统、行星排及负载等履带车辆液压机械差速转向系统的数学模型和Simulink仿真模型。结合实例,对液压机械差速转向系统的动态响应性能进行了仿真及试验研究,对比表明所建模型能有效表达履带车辆液压机械差速转向系统性能的变化,分析了不同工况参数下系统性能的变化规律,从而为履带车辆液压机械差速转向系统的性能分析及控制研究提供理论依据。     

全轮驱动铰接车电子差速控制策略对比分析

全轮驱动铰接车转向差速过程中,不同的电子差速控制策略造成各轮的滑移率变化不同,造成的轮胎磨损也有较大差异。通过分析整车动力学模型,联合ADAMS建立整车多体动力学虚拟样机模型和Simulink建立的整车电子差速控制策略模型,并在各轮加入滑移率计算控制模块,分别采用等功率分配、等扭矩分配和滑移率控制等控制策略,进行转向工况仿真,以转向过程中各轮滑移率变化作为对比分析指标。结果表明,滑移率控制能够很好地保证转向过程中各轮滑移率一致,更好地利用地面附着力,达到能量的合理分配,减小轮胎磨损,使整车获得良好差速性能,为此类电子差速控制策略研究提供参考。     

履带车辆液压机械差速转向机构转向性能研究

采用机械系统动力学分析与建模通用方法,考虑车辆转向时履带滑转（滑移）及转向中心偏移等因素,在对车辆转向受力状况进行分析与计算的基础上,建立了履带车辆液压机械差速转向机构转向动力学模型,采用Newton-Raphson方法对模型进行了求解。根据提出的转向性能评价指标,结合实例样车,采用仿真与试验方法研究了履带车辆转向性能,行驶试验的结果表明,所建模型能反映履带车辆转向性能的变化趋势。研究结果为履带车辆液压机械差速转向机构设计及行驶控制提供了理论基础。     

运用MATLAB分析基于阿克曼转向梯形的转向模型

为了研究运用于舰载机牵引车差速转向,基于国际通用的阿克曼转向梯形,建立差速转向的物理分析公式及数学模型,运用MATLAB/Simulink建立仿真模型,结合实际运行的速度及转角工况进行仿真差速转向运行,论证轮速与电动机转速的控制关系。     

汽车可变转向比电动助力转向系统原理与仿真

分析了汽车可变转向比电动助力转向系统工作原理及其对汽车中心操纵性能的影响。首先对差动轮系转向机构进行了静力学和运动学分析,然后建立了简化的动力学仿真模型。仿真的结果表明,基于差动轮系机构的电动助力转向系统能提高汽车中心操纵性能。     

轮毂电机独立驱动电动汽车差速转向路感控制研究

为改善电动轮汽车差速转向系统的转向路感,建立了电动轮汽车差速转向和整车系统的动力学模型。基于鲁棒控制理论,在保证H∞性能的前提下,设计了系统PID控制器,并进行了仿真分析。结果表明,基于H∞-PID控制的差速转向系统可在满足系统H∞鲁棒性能的基础上,进一步减小系统的静态误差,提高差速转向路感系统的灵敏度和系统精度,使驾驶员获得更为满意的转向路感。     

非圆齿轮力学模型及虚拟试验

根据静力学基本原理建立非圆齿轮传动静力学模型,推导非圆齿轮静力学参数计算公式;根据齿轮系统动力学,采用虚拟仿真技术建立非圆齿轮传动的动力学虚拟模型;针对椭圆形齿轮传动改进静力学参数与动力学虚拟仿真实验,并将计算结果与仿真试验结果进行对比分析,验证虚拟仿真模型的正确性.     

基于牛顿-欧拉法的三轴线连杆转向机构数学建模与仿真优化

针对三轴线车转向过程中存在的转向精度不高的问题,借助牛顿-欧拉法在多体建模上的优势,建立了三轴线连杆转向机构的数学模型,推导出转向机构的位置、角速度和受力方程,利用MATLAB软件与Adams软件搭建运动学模型和动力学模型,通过Simulink与Adams的联合仿真对三轴线连杆转向机构的关键点位进行仿真优化.仿真结果表...     

基于内膜原理的多轴转向无静差跟踪鲁棒控制

为提高多轴转向车辆跟踪控制精度及其抗干扰能力,提出基于内模原理(IMP)的无静差跟踪鲁棒控制方法。建立多轴转向二自由度线性模型,并基于IMP进行无静差跟踪控制器设计,利用极点配置方法求解控制器;对某三轴转向车辆进行跟踪控制器设计,并和PID控制对比仿真,在一定干扰下,内膜控制跟踪横摆角速度阶跃和斜坡信号的稳态误差均为零,调节时间在0.09 s以内,而PID控制稳态误差最大0.2°/s,调节时间最大为0.6 s。结果表明控制算法能使横摆角速度无静差跟踪参考输入,并具有一定的鲁棒性,且侧偏角响应也得到改善,跟踪效果明显优于PID控制,提高了多轴转向的操纵稳定性和安全性。     

FLEXIBLE 2-DOF STEERING MODEL OF MULTI-AXLE HEAVY-DUTY VEHICLE

A flexible two degrees of freedom (2-DOF) steering model of multi-axle vehicle (MAV) is presented with considering the effect of frame flexibility based on the classic 2-DOF model. A method to calculate the frame flexibility is derived by using three moments equation. The steering stability of MAV is analyzed. The steering performance of MAV is also researched in frequency domain. Simulation results show that the dynamic effects of flexible model are more severe than rigid model and the flexible effect of frame will weaken the steering stability of MAV. Different disposals of steering axles lead to different steering characteristics of MAV. The in-phase steering mode improves the steering characteristics and stability at high speed. The anti-phase steering mode increases the steering mobility at low vehicle speed.     

基于降阶观测器的四轮转向车辆随动操纵瞬态稳定性分析

对复杂的四轮转向车辆控制系统数学模型进行分析，考虑在实际车辆中质心侧偏角等量难以直接测量，提出一种基于降阶观测器的四轮转向车辆随动操纵最优控制策略，以车辆转向时的质心侧偏角和横摆角速度等为被控制量，应用最优控制理论设计反馈控制系统进行高速行驶下的瞬态操纵动态仿真，结果表明，基于降阶观测器的系统状态向量能很好地跟踪驾驶员发出的操纵指令，车辆瞬态操纵稳定性和安全性得到有效提高。     

面向对象技术在车辆动力学仿真中的应用

分析了车辆动力学仿真的主要问题,建立了基于面向对象方法的车辆动力学仿真系统的体系结构,分析了系统的类并建立了类图,给出了在车辆动力学仿真中建立usecase和交互图的方法.根据所建立的软件模型,开发了相应的仿真软件.应用本文所开发的软件分别对车辆的直线制动和转弯制动安全性和稳定性这两种工况进行了仿真计算,计算结果符合车辆运行的实际情况.面向对象方法所具有的封装、继承等特点使系统具有结构清晰、扩展和维护方便等特点,为车辆控制系统的开发奠定了基础.     

四轮转向半挂汽车列车直接横摆力矩的模糊控制

引入Gim轮胎模型建立了四轮转向半挂汽车列车的非线性动力学模型.提出了四轮转向直接横摆力矩的集成控制方案,以零侧偏角为控制目标确定了半挂汽车列车牵引车后轮转角,以牵引车横摆角速度为控制变量,基于模糊控制技术设计了直接横摆力矩模糊控制器.借助Matlab/Simulink,对该控制器的有效性进行了验证.仿真结果表明,高速大转向时,四轮转向直接横摆力矩集成控制器能得到较好的输出响应,显著提高了半挂汽车列车的操纵稳定性,使驾驶员能够对半挂汽车列车进行正常操纵.     

基于二自由度车辆模型的前照灯转向控制仿真分析

研究在不同转向车速下的汽车前照灯转角优化问题,首先在车辆二自由度模型的基础上建立了前照灯转向模型,应用线性二次优化理论对前照灯转角进行优化;其次在MATLAB／Simulink中对模型进行了仿真分析;最后根据所得的结果利用Proteus软件进行AFS的硬件设计与仿真。通过Proteus的仿真结果表明,所设计的电路合理,前照灯转动的角度与预期的一致,证明了所建立的车辆模型和转向灯模型是正确的。     

基于多体动力学仿真的履带车辆转向性能分析

以多体系统动力学理论和方法为基础,基于RecurDyn软件建立高速履带车辆多体动力学模型及路面模型,对履带车辆在硬、软两种地面的高速转向过程进行动力学仿真和对比分析。重点分析车辆在转向过程中履带预张紧力、转向半径和路面工况这3方面因素对转向特性的影响。研究结果表明:履带车辆高速转向时,软地面转向性差,易发生车辆侧翻、脱轮等现象;车辆以20 km/h的速度,转向半径r>B/2软地转向时,两侧履带滑移(滑转)现象不明显,转向稳定性最好,当选取车重力的10%(20 kN)作为预张紧力时,履带动态张紧力波动变化小,车辆转向角加速度没有出现幅值突变,转向平稳。     

车辆横摆角速度跟踪控制仿真研究

采用二自由度车辆动力学状态方程建立了车辆横摆角速度跟踪控制模型。用横摆角速度与其期望值的差值及其变化率作为模糊控制器的输入,设计了模糊自适应PID控制器。基于模糊自适应PID控制器,进行了前轮转向阶跃输入、正弦输入仿真试验。仿真和分析结果表明,设计的模糊PID控制器可实现对参考模型横摆角速度的跟踪,车辆的操纵稳定性得到了有效改善。     

基于多轴电液伺服转向系统的重型车辆操纵稳定性研究

车辆的操纵稳定性是影响车辆行驶安全性的关键因素,操纵稳定性分析通常基于经典线性二自由度车辆动力学模型。该模型忽略了转向系统的影响,直接以前轮转角为输入,无法充分描述车辆的操纵稳定性。以多轴电液助力式转向车辆为研究对象,在二自由度动力学模型的基础上进一步考虑了电液伺服转向系统对车辆操纵稳定性的影响,建立以转向盘转角为输入的多轴电液助力式转向车辆二自由度动力学模型并进行仿真分析。结果表明,电液伺服转向系统模型的加入显著增加了多轴车辆到达稳态转向的时间,且在小转角转向时车辆瞬态质心侧偏角峰值降低,车辆操纵稳定性有所改善。因此,考虑电液伺服转向系统部分的模型可有效提升重型多轴车辆转向性能分析的准确度。