双侧电机驱动高速履带车辆动态转向侧传动机电耦合机理及多目标优化稳定性控制方法研究

基本信息
批准号:51475045
项目类别:面上项目
资助金额:83.00
负责人:翟丽
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:谷中丽,韩光伟,张蕊,刘明春,汪杰,董明承,张新宇
关键词:
双侧电机动态转向稳定性控制履带车辆机电耦合
结项摘要

Steering is a core issue in the driving theory of high-speed tracked vehicle. For dual motors independent drive high speed tracked vehicle exists the problem of excessive power and the phenomenon of understeer, oversteer and roll etc, therefore the dynamic steering electromechanical coupling mechanism and multi-objective optimization lateral stability control methods are studied. According to lateral dynamics and statics analysis for dynamic steering of dual motors drive high speed tracked vehicle, a coupling steering system with a steering motor, a planet coupling device and a side motor is established to study the electromechanical coupling mechanism. By analyzing the influence of track slip, track tension force, steering radius, road conditions, steering bulldozing resistance and steering acceleration resistance on yaw rate, centerline offset and actual steering radius, and the influence of motor's torque fluctuation a on dynamic steering stability, the stability evaluation methods is established. A steering stability control system with a instability judgment controller, a yaw moment control and a torque distribution controller is established to study multi-objective optimization control strategy and torque distribution control algorithm. The simulation, bench test and vehicle experiment are carried out to verify the feasibility of the steering stability control, and the optimized torque distribution law between dual motors is described. This study has important theoretical significance and practical value for the tracked vehicle steering flexibility and controllability.

转向是高速履带车辆行驶理论中的核心问题。针对串联式双侧电机独立驱动高速履带车辆存在的单侧功率过大和转向不足、转向过度、侧翻、脱带等现象,研究动态转向侧传动机电耦合机理及多目标优化稳定性控制方法。 通过双侧电机驱动履带车辆动态转向侧向动力学和静力学分析,构建转向电机-行星耦合装置-单侧驱动电机耦合转向系统,研究机电耦合机理。通过分析履带滑转滑移变化量、履带张紧力、转向半径、路面、转向推土阻力、转向加速阻力等因素对横摆角速度、中心线偏移量和实际转向半径的影响规律,以及驱动电机转矩脉动对转向稳定性影响规律,形成稳定性评价方法。通过构建失稳判断控制器-横摆力矩控制器-力矩分配控制器稳定性控制系统,研究多目标优化稳定性控制方法和力矩分配控制算法;通过仿真和实验,验证稳定性控制方法的可行性,获得双侧电机最优的力矩分配规则。 本项目研究对履带车辆转向的灵活性和可控性具有重要的理论意义与实用价值。

项目摘要

针对串联式双侧电机独立驱动高速履带车辆存在的单侧功率过大、低速小半径转向不足、高速转向功率不足等问题,研究动态转向侧传动机电耦合机理及多目标优化稳定性控制方法。建立了双侧电机驱动高速履带车辆动态转向动力学方程,获得了稳态转向和动态转向时两侧电机转矩和功率需求,对动态转向单侧电机所需功率进行了公式修正。构建了双侧电机驱动高速履带车辆转向电机-行星耦合装置-单侧驱动电机机电耦合转向系统,研制了转向系统耦合器,搭建了双电机驱动转向耦合系统测试平台,验证了耦合装置的转矩耦合和功率耦合特性。建立了基于机电耦合的双侧电机驱动高速履带车辆转向联合仿真模型和快速控制原型技术的硬件在环(HIL)仿真模型,提出了双侧电机驱动高速履带车辆动态转向稳定性影响因素和稳定性评价方法,分析了路面和转向角速度对转向稳定性的影响。构建了双电机驱动高速履带车辆转向控制系统,提出了基于速度控制的转矩分配控制策略和基于转矩的多目标优化动态转向稳定性控制策略。通过仿真和实验,验证了稳定性控制方法的可行性,获得了双侧电机最优的力矩分配规则。为分布式电驱动履带车辆的转向稳定性控制和无人履带车辆的路径跟踪控制方法,提供了理论依据和试验方法。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

1例脊肌萎缩症伴脊柱侧凸患儿后路脊柱矫形术的麻醉护理配合

1例脊肌萎缩症伴脊柱侧凸患儿后路脊柱矫形术的麻醉护理配合

DOI:10.3870/j.issn.1001-4152.2021.10.047
发表时间:2021
3

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
4

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020
5

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018

相似国自然基金

1

基于随机动态规划的混合动力履带车辆双侧驱动与能量管理协调控制及优化

批准号:50905015
批准年份:2009
负责人:邹渊
学科分类:E0502
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

双侧驱动轴向柱塞马达耦合机理及性能优化研究

批准号:51575002
批准年份:2015
负责人:邓海顺
学科分类:E0502
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
3

基于双电机转矩控制的电传动履带车辆瞬态动力学分析与综合控制策略研究

批准号:50975027
批准年份:2009
负责人:翟丽
学科分类:E0503
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
4

多轮独立驱动差动转向无人车辆高速运动控制

批准号:51475333
批准年份:2014
负责人:熊璐
学科分类:E0503
资助金额:83.00
项目类别:面上项目