履带车辆的转向控制

介绍了履带车辆由拉杆式转向操纵机构改为由方向盘控制的转向操纵机构的原理、方案和组成,试验证明该系统能很好地满足履带车辆的转向和行驶.     

履带车辆差速式转向机构性能试验

设计了一种履带车辆用差速式液压机械双功率流转向机构,由3套行星系组成,将变速器传来的功率和液压转向系统传来的功率汇流,在转向时能够实现两侧履带的正反转转向.样机试验表明,样机直线稳定性好,偏驶率为0.7%,符合国家标准;当只有转向动力输入时,样机转向角速度大,转向角速度随转向动力输入转速的增加而增加;由于实际两侧履带的滑移和滑转的情况不同,最小转向半径为0.02 m,接近于零,可实现原位转向.     

电子差速履带车辆转向转矩神经网络PID控制

根据电子差速履带车辆转向动力学和运动学分析,提出一种电子差速履带车辆转向转矩模拟神经网络PID(ANNPID)控制策略,由双电动机转向转矩协调控制、ANNPID控制和感应电动机转矩控制组成.通过建立双感应电动机独立驱动履带车辆电子差速转向控制系统,实现基于ANNPID控制的转向转矩协调分配和基于模型参考自适应控制(MRAC)的感应电动机间接磁场定向(IFOC)转矩控制.采用该策略,在不同转向半径的行驶转向工况、0.5B半径转向工况和中心转向工况下的实车试验结果表明,低速转向具有较好的操控性能.     

差速转向履带车辆的载荷比试验

研究了一种用于液压机械双流传动履带车辆的差速式转向机构,提出了差速转向履带车辆载荷比的计算公式和试验方案,并进行了样机试验.通过试验可知,该转向机构能够实现履带车辆任意半径的转向,在小半径转向时,不需制动功率损失即能够实现两侧履带的正、反转转向;载荷比随转向控制输入转速和转向半径变化平稳,在大半径转向时,转向半径从2.38m减小到0.6m,载荷比从1.63增加到2.64;在小半径转向时,转向半径从0.36m减小到0.25 m时,载荷比从3.09增加到4.78,而转向半径为0.25 m时,已经接近原地转向,差速转向履带车辆转向时的最大载荷比接近于4.78.     

静液驱动履带车辆转向神经网络PID控制仿真

根据履带车辆转向运动学和动力学分析,提出转向控制策略,可在满足系统压力限制以及保证车辆转向安全条件下自动降低平均车速以保证驾驶员期望转向半径的准确实现。转向控制器由神经网络PID控制器和泵马达排量控制器组成。运用Matlab/Simulink对系统进行神经网络转向控制仿真分析,仿真结果表明,与传统PID控制相比较,神经网络控制输出超调量由10.5%降至4.1%,控制响应时间由4.8s降至2.2s,提高了系统实时性和鲁棒性。不同转向工况的仿真结果表明,采用神经网络控制可使静液驱动履带车辆获得良好的转向稳定性和操纵性。     

自主行驶履带车辆转向制动操纵技术研究

为实现某型履带车辆的自主驾驶,对车辆自主驾驶中的转向制动操纵技术进行了研究。根据原车转向制动装置的结构和工作原理,分析了电控气动转向制动操纵系统的设计要求,设计了电控气动转向制动操纵系统,并介绍了该系统的工作原理。运用此系统对原车进行自主化改造,并进行了实车试验,实车试验证明电控气动转向制动操纵系统能够很好地满足该型履带车辆行驶的转向、制动要求。     

基于ICR的履带车辆路径跟踪与转向控制算法研究

针对丘陵山区单边制动农用履带车辆路径跟踪精度低、控制次数多、转向偏差大等问题,本文开展不同负载条件下履带车辆路径跟踪控制研究。首先,对履带车辆的转向运动学进行理论分析,并建立履带车辆运动学模型;其次,根据履带车辆单边制动转向特性,提出一种基于瞬时旋转中心（Instantaneous center of rotation,ICR）的大角度转向控制算法,该算法能够根据规划路径的转向点位置与履带车辆转向瞬心,规划出最优的转向目标点,并控制履带车辆在该转向目标点一次性转向到所需航向,与此同时,完成转向控制器设计;最后,开展履带车辆在3种不同负载条件下的仿真试验与田间试验。仿真结果表明,大角度转向控制算法产生的跟踪路径平均误差面积与平均转向控制次数分别降低68.95%、68.77%;田间试验结果表明,大角度转向控制算法产生的跟踪路径平均横向偏差均值、平均转向控制次数与转向点处平均最小偏差分别减少57.27%、33.93%、62.29%,且路径跟踪效果更优,验证了大角度转向控制算法的有效性。试验结果满足履带车辆路径跟踪的要求,为实现农用履带车辆的路径跟踪提供理论基础与参考。     

四履带车辆转向性能仿真研究

针对四履带车辆特点,建立了考虑履带宽度以及滑转、滑移的四履带车辆稳态转向数学模型,并对模型进行了数值求解,分析了各因素对其稳态转向性能的影响。基于多刚体动力学软件RecurDyn对某四履带车辆进行了虚拟样机转向仿真试验,仿真结果与理论计算吻合较好,证明模型具有较高的可靠性。     

电子差速履带车辆转向转矩神经网络PID控

根据电子差速履带车辆转向动力学和运动学分析,提出一种电子差速履带车辆转向转矩模拟神经网络PID（ANNPID）控制策略,由双电动机转向转矩协调控制、ANNPID控制和感应电动机转矩控制组成。通过建立双感应电动机独立驱动履带车辆电子差速转向控制系统,实现基于ANNPID控制的转向转矩协调分配和基于模型参考自适应控制（MRAC）的感应电动机间接磁场定向（IFOC）转矩控制。采用该策略,在不同转向半径的行驶转向工况、0.5B半径转向工况和中心转向工况下的实车试验结果表明,低速转向具有较好的操控性能。     

履带式车辆斜坡转向稳定性研究

根据履带式车辆的运动特点,运用数力学中矢量分析理论和方法,推导了接地比压为线性分布时履带式车辆在斜坡上转向时,瞬时转向中心偏移量与车辆重心位置、转向半径、行进速度、加速度、车辆方位相互关系的计算公式。在此基础上,分析了瞬时转向中心偏移量的变化规律及影响因素,指出了导致转向不稳定的因素。     

履带式车辆接地比压在斜坡转向时的变化分析

根据履带式车辆斜坡转向的运动特点,运用数力学中的矢量分析理论和达朗伯原理分析了接地比压为线性分布时履带式车辆在斜坡上转向时的接地比压变化规律,建立并推导了相应的动力学方程,得出了接地比压与车辆质心位置、转向半径、行进速度、加速度、车辆方位相互关系的计算公式。对某型履带式车辆进行了实例分析计算,得出了具有实际指导意义的结论。     

履带式果园作业车平地直行和转向仿真研究及试验

采用多体动力学仿真软件Recur Dyn的履带车辆子系统Track(LM)建立履带式果园作业车多体动力学模型,并进行仿真分析,着重对履带式果园作业车在平地直行和平地转向两种工况进行动态性能仿真,并判断整机稳定性能。通过对履带车的接地压力、沉陷深度、行走阻力、转向角速度和转向角加速度的仿真分析及作业车辆平地直行和180°进行转向试验,结果表明:整机模型有效,验证了仿真模型的正确性,为履带式果园作业车进一步的改进设计提供了理论参考依据。     

履带车辆三种转向方式特性的对比分析

对中心差速、内侧降速和外侧升速3种履带车辆转向方式进行运动学和动力学分析;对3种方式下的转向半径的变化规律进行了研究;对比了3种转向方式的内外侧履带功率需求;在Matlab/Simulink中进行了仿真。运动学和动力学分析表明:在相同转向速度下,3种方式转向半径的变化率相同,但转向半径的数值不同,相比之下内侧降速式的转向半径最小。功率需求分析和仿真结果表明:内侧降速式转向的外侧履带功率需求最小,中心差速式较大,外侧升速式最大;内侧降速式转向可以实现较小的转向半径,而功率需求最低,是3种方式中最为合适的选择。     

接地长宽比的设计对履带车辆行驶性能的影响

根据履带车辆动力学,分析了履带车辆的接地长宽比,即履带接地长度L与履带中心距B的比值对行驶性能的影响。分析表明,长宽比设计得太大会增加转向难度,但是太小会影响行驶稳定性,设计结果应满足原地中心转向的要求,同时保证有合理的临界再生转向半径。分析结果为整车结构参数设计提供了理论依据。     

履带式车辆斜坡匀速转向特性分析

根据履带式车辆的运动特点,运用数力学理论,分别对履带式车辆在纵向和横向坡道上的匀速转向特性进行了分析,并在此基础上着重研究了地面纵向坡度、横向坡度对履带式车辆匀速转向的影响,即重力的纵向分力、横向分力对匀速转向的影响,研究在这些外力作用下,履带式车辆的转向运动规律,从而得出履带式车辆转向的最困难条件,为进行转向牵引计算和转向机构强度设计提供根据。     

双流传动履带车辆转向运动学模型的建立

从理论上分析了双流传动履带车辆转向运动过程,主要从运动学参数方面来探讨车辆转向.由于履带在履带车辆转向中的特殊作用,所以从履带的运动分析和车体运动分析两方面来分析车辆转向,从而建立双流传动履带车辆转向运动学模型,为进一步分析双流传动转向装置提供理论依据.