零差速电传动履带车辆转向负载自适应控制策略研究
电驱动履带车辆带约束广义预测速度控制
电驱动履带车辆带约束广义预测速度控制曾庆含;刘春光;魏曙光;马晓军【摘要】电传动履带车辆存在的参数非线性时变性强、惯量大，路面阻力容易受强扰动等特点，采用传统的PI控制容易产生较大的超调，降低暂态控制性能，传统的滑模控制算法难以克服常值扰动，消除稳态误差，易引起输出量剧烈抖振。
针对上述问题，设计了广义预测速度控制器，结合电机饱和特性，对控制量进行了约束。
仿真实验表明，所设计的控制算法能够克服系统参数非线性时变、路面扰动因素的影响，且跟踪准、响应快、超调小。
%The velocity control of electrical drive tracked vehicle has characters of time-vary nonlinear parameters,large inertia and strong road disturbance. So the traditional PI control may lead obvious overshoot which will decrease transient performance,and SMC could not eliminate track error brought by stable disturbance and may lead significant chattering. To overcome those problems, generalized predictive velocity controller is developed which’s control output is constrained considering motor saturation and drive efficiency. Simulation results demonstrated that control algorithm is robust to time-vary nonlinear parameters and road disturbance,and could track target value rapidly and precisely with little overshoot.【期刊名称】《火力与指挥控制》【年(卷),期】2016(041)004【总页数】5页(P57-60,65)【关键词】履带车辆;电驱动;速度;广义预测控制【作者】曾庆含;刘春光;魏曙光;马晓军【作者单位】装甲兵工程学院陆战平台全电化技术实验室，北京 100072; 装甲兵工程学院，北京 100072;装甲兵工程学院陆战平台全电化技术实验室，北京100072; 装甲兵工程学院，北京 100072;装甲兵工程学院陆战平台全电化技术实验室，北京 100072; 装甲兵工程学院，北京 100072;装甲兵工程学院陆战平台全电化技术实验室，北京 100072; 装甲兵工程学院，北京 100072【正文语种】中文【中图分类】TP81混合动力电驱动履带车辆，凭借燃油经济性好、机动性高以及静音行驶以及驱动部件布局灵活等突出优势［1-3］，逐渐成为履带车辆发展的重要方向，尤其是双侧式电驱动方案结构简单，控制方便，在电传动履带车辆中广泛采用［1-2］。
基于发动机制动的履带车辆辅助制动控制策略研究
ｅ ｎ ｉ ｇ ｎ ｅ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ． Ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｗ ａ ｓ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ，ｔ ｈ ｅ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｉ ｒ ｏ ｉ ｒ ｔ ｙ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｗ ａ ｓ ａ ｕ ｘ ｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ，ｅ ｎ ｉ ｇ ｎ ｅ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ，ａ ｎ ｄ ｉ ｆ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ａ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｅ ｄ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ａ ｕ ｘ ｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ， ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ． Ａｎ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｏ ｆ ａ ｘｉ ｕ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｗ ａ ｓ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ．Ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｗａ ｓ ｎ ｏ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ，ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｂ ｒ ｋｅ ａ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｂ ｙ ｇ ｅ ｒｂ ａ ｏ ｘ ｓ ｈ ｉ ｔ ｆ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｙ ｇ ｔ ｏ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏｒ ｆ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｂ ｒ ａ ｋ ｅ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｏ ｆ
履带车辆液压机械差速转向系统控制策略
履带车辆液压机械差速转向系统控制策略伍迪１，２姚进１李华１钱波２１．四川大学制造科学与工程学院，成都６１００６５； ２．西昌学院工程技术学院，西昌６１５０００摘要：为了准确实现驾驶员转向意图，解决履带车辆液压机械差速转向系统转向行驶控制问题，该文在对液压机械差速转向系统工作原理进行分析的基础上，运用动力学理论和模块化方法，推导了液压机械差速转向系统动力学方程，建立了系统数学模型。
根据履带车辆转向行驶理论和转向安全要求，结合系统数学模型，设计了一种履带车辆液压机械差速转向系统控制策略，通过控制单元与液压泵排量控制器相互配合实现转向控制。
仿真结果表明，所设计的液压机械差速转向系统控制策略安全有效，能准确实现驾驶员转向意图。
液压机械；差速；转向；数学模型；履带车辆；控制策略１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ． １００２－６８１９．２０１２．０８．０１２ＴＨ１３７．１Ａ１００２－６８１９（２０１２）－０８－００７８－０６２０１１－１０－１９２０１２－０３－２０四川省科技厅科技支撑项目（２０１０ＧＺ０１７３）作者简介：伍迪（１９８２－），男，四川广安人，博士生，主要研究方向机械传动与液压传动技术。
成都 四川大学制造科学与工程学院／西昌 西昌学院工程技术学院，６１５０００。
Ｅｍａｉｌ： ｚｈｅｄｉｗｕｂｏｗｅｎ＠１２６．ｃｏｍ姚进（１９５８－），教授，博士，博士生导师，主要从事机械传动与驱动，机器人与机电一体化，ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ；四川省有突出贡献专家，四川省学术带头人，国家教委优秀青年教师资助计划入选者，四川省机械工程常务理事、副秘书长。
成都 四川大学制造科学与工程学院，６１００６５。
万方数据 第８期万方数据２０１２年万方数据万方数据＠＠［１］ Ｂｒｕｍｅｒｃｉｋ， Ｆｒａｎｔｉ（ｓ）ｅｋ． Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｈｙｄｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ ｕｎｉｔｓ［Ｊ］． Ｋｏｍｕｎｉｋａｃｉｅ， ２００５， ７（１）： ４９－５３．＠＠［２］ Ｚｈｏｕ Ｚ Ｌ， Ｃａｏ Ｆ Ｙ． Ｄｙｎａｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｄｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｕｒｎｉｎｇ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｒａｃｋｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｒｕｍ， ２００９， （６２８）： ７７－８２．＠＠［３］ 曹付义，周志立．履带拖拉机液压机械双功率流差速转向 机构设计［Ｊ］．农业机械学报，２００６，３７（９）：５－８．Ｃａｏ Ｆｕｙｉ， Ｚｈｏｕ Ｚｈｉｌｉ． Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｈｙｄｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｏｕｂｌｅ ｐｏｗｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ ｔｒａｃｋｅｄ ｔｒａｃｔｏｒ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２００６， ３７（９）： ５－８． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［４］ 荆崇波，魏超．履带车辆差速转向机构转向过程动态特性 的实验方法［Ｊ］．农业工程学报，２００９，２５（７）： ６２－６６．Ｊｉｎｇ Ｃｈｏｎｇｂｏ， Ｗｅｉ Ｃｈａｏ． Ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｒａｃｋｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳＡＥ）， ２００９，２５（７）： ６２－６６． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［５］ 曹付义，王军．东方红１３０２Ｒ拖拉机液压机械差速转向机 构的功率分析［Ｊ］．农业工程学报，２００５，２１（３）：１４－１９．Ｃａｏ Ｆｕｙｉ， Ｗａｎｇ Ｊｕｎ． Ｐｏｗｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｕｒｎｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｄｏｎｇｆａｎｇｈｏｎｇ１３０２Ｒ ｔｒａｃｔｏｒ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳＡＥ）， ２００５， ２１（３）： １４－１９． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［６］ 苑士华，杜玖玉．两段式分速汇矩式液压机械传动设计［Ｊ］． 农业工程学报，２００８，２４（１１）：１０９－１１３．Ｙｕａｎ Ｓｈｉｈｕａ， Ｄｕ Ｊｉｕｙｕ． Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｗｏ－ｒａｎｇｅ ｉｎｐｕｔ ｓｐｌｉｔ ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳＡＥ）， ２００８， ２４（１１）： １０９－１１３． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［７］ 迟媛，蒋恩臣．差速转向履带车辆的载荷比实验［Ｊ］．农业 机械学报，２００８，３９（８）： ４５－４７． Ｃｈｉ Ｙｕａｎ， Ｊｉａｎｇ Ｅｎｃｈｅｎ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｎ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｒａｃｋｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｎｅｗ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２００８， ３９（８）： ４５－４７． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［８］ Ｈｕ Ｊｉｂｉｎ， Ｗｅｉ Ｃｈａｏ， Ｙｕａｎ Ｓｈｉｈｕａ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｎ ｈｙｄｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｈｉｆｔ ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２００９， ２２（１）： ５０－５６．＠＠［９］ 杨磊，马彪．高速履带车辆静液驱动转向控制策略［Ｊ］．农 业机械学报，２０１０，４１（６）： １５－１８．Ｙａｎｇ Ｌｅｉ， Ｍａ Ｂｉａｏ， Ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ ｄｒｉｖｅ ｔｒａｃｋｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０１０， ４１（６）： １５－１８． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［１０］杨磊，马彪．静液驱动履带车辆转向神经网络ＰＩＤ控制仿 真［Ｊ］．农业机械学报，２０１０，４１（７）： １５－２０．Ｙａｎｇ Ｌｅｉ， Ｍａ Ｂｉａｏ． Ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｔｒａｃｋｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ ｄｒｉｖｅ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０１０， ４１（７）： １５－２０． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［１１］迟媛，蒋恩臣．履带车辆转向时最大驱动力矩计算［Ｊ］．农 业工程学报，２００９，２５（３）： ７５－７８．Ｃｈｉ Ｙｕａｎ， Ｊｉａｎｇ Ｅｎｃｈｅｎ． Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｍａｘｉｍｕｍ ｔｒａｃｔｉｖｅ ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ｔｒａｃｋｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ ｗｈｉｌｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳＡＥ）， ２００９， ２５（３）： ７５－７８． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［１２］李和言，马彪．履带车辆双流传动液压转向功率流设计［Ｊ］． 北京理工大学学报，２００９，１９（１０）： ８７７－８８０． Ｌｉ Ｈｅｙａｎ， Ｍａ Ｂｉａｏ． Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｆｌｏｗ ｆｏｒ ｔｒａｃｋｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｗｉｔｈ ｐｏｗｅｒ ｓｈｉｆｔ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００９， １９（１０）： ８７７－８８０． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［１３］ Ａｎｄｒｅａｓ Ｋｕｇｉ， Ｋｕｒｔ Ｓｃｈｌａｃｈｅｒ． Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｉｔｈ ｖａｒｉａｂｌｅ－ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｐｕｍｐ［Ｊ］． Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ｉｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏ， ２０００， ５３： ４０９－ ４１４．＠＠［１４］郭占正，苑士华．基于ＡＭＥＳｉｍ的液压机械无极传动换段 过程建模与仿真［Ｊ］．农业工程学报，２００９，２５（１０）：８６－ ９１． Ｇｕｏ Ｚｈａｎｚｈｅｎｇ， Ｙｕａｎ Ｓｈｉｈｕａ． Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｓｔｅｐｌｅｓｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＭＥＳｉｍ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＳＡＥ）， ２００９， ２５（１０）： ８６－ ９１． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［１５］ Ｚｈａｎｇ Ｍｉｎｇｚｈｕ， Ｚｈｏｕ Ｚｈｉｌｉ． Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｆａｒｍ Ｔｒａｃｔｏｒｓ ｗｉｔｈ Ｈｙｄｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＣＶＴ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ， ２００８： ９０８－９１２．＠＠［１６］魏超，苑士华．等差式液压机械无级变速器的速比控制理 论与实验［Ｊ］．机械工程学报，２０１１，４７（１６）： １０１－１０５．Ｗｅｉ Ｃｈａｏ， Ｙｕａｎ Ｓｈｉｈｕａ． Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｅｅｄ ｒａｔｉｏ ｆｏｌｌｏｗ－ｕｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｔｙｐｅ ｈｙｄｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ 万方数据Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０１１， ４７（１６）： １０１－ １０５． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）＠＠［１７］王占林．近代电气液压伺服控制［Ｍ］．北京：北京航空航天 大学出版社，２００５： ３０－６０．＠＠［１８］姚怀新．工程车辆液压动力学与控制原理［Ｍ］．北京：人民 交通出版社，２００６： １５０－１７０．＠＠［１９］彭增熊，苑士华．液压泵控马达数字调速系统研究［Ｊ］．北 京理工大学学报，２００９，２９（３）：２０５－２０８，２３２．Ｐｅｎｇ Ｚｅｎｇｘｉｏｎｇ， Ｙｕａｎ Ｓｈｉｈｕａ． Ａ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｕｍｐ－ｍｏｔｏｒ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２００９， ２９（３）： ２０５－２０８， ２３２． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｗｉｔｈ Ｅｎｇｌｉｓｈ ａｂｓｔｒａｃｔ）Ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ ｈｙｄｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｕｒｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｒａｃｋｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅｓＷｕ ＤｉＹａｏ ＪｉｎＬｉ ＨｕａＱｉａｎ Ｂｏ万方数据履带车辆液压机械差速转向系统控制策略作者：伍迪， 姚进， 李华， 钱波， Wu Di， Yao Jin， Li Hua， Qian Bo作者单位：伍迪,Wu Di(四川大学制造科学与工程学院,成都610065;西昌学院工程技术学院,西昌615000)， 姚进,李华,Yao Jin,Li Hua(四川大学制造科学与工程学院,成都,610065)， 钱波,Qian Bo(西昌学院工程技术学院,西昌,615000)刊名：农业工程学报英文刊名：Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering年，卷(期)：2012,28(8)本文链接：/Periodical_nygcxb201208012.aspx。
履带车辆电传动系统两段式机电联合制动策略研究
１０ ７ ） ０ ０ ２ （ 中国北方车辆研究所车辆传动重点实验 室 ，北京
摘
要： 为减轻 电传动履带 车辆 制动过程 对制动器 的损害 ，根据 电传 动的特点 ，提 出了机机 电制 动控 制策略 的分析 ，提 出 了两 段式 电传动 车辆联合 制 动策略 ，并在 ＭＡ Ｌ Ｂ Ｓｍｕ ｎ Ｔ Ａ ／ ｉ ｌ ｋ中进行仿真分析 ，结果表 明 ：两段 式制 动策 略能够减 小系统 对机械 制动力 的需 ｉ
ＭＡ Ｔ ａ ｉｎ， ＧＡＩＪａ ｇ ｔｏ ＭＡ Ｘｉｏｆｎ ｉｎ — ， ａ ａ— ｇ ｅ
（ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙｏ ｅ ｉ ｅＴａ ｓ ｓ ｏ ａｏａｏ ，Ｃ ｉ ｏ ｈＶ ｈｃ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｎＶ ｈｃ ｒｎｍｉ ｉｎＬ ｂ ｒｔ ｙ ｈｎ Ｎ ｒ ｅ ｉ ｅ ｅ ｏ ｌ ｓ ｒ ａ ｔ ｌ
Ｒ ｓａｃ ｓｔｔ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ２，Ｃ ｉａ ｅｅｒｈＩ ｔｕｅ ｅ ｉｇ１０ ７ ｎｉ ｊ ｈｎ ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｌ ｈｅ ｂ ａ ｉｎ ｏ ｒ ｋｎ ｙ ｔ ｍ ｆｈ ｂ ｄ ｅ ｅ ｔ ｃ ｔ ｃ ｅ ｅ ｉｌ ，ｅｅ ｔｉ— — ｓｒ ｃ ： ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｉ ｔｎ ａ ｒ ｓ ｆｂ ａ ｉ ｇ ｓ ｓ ｇ ｏ ｅ ｏ ｙ ｒ ｌｃ ｒ ｒ ｋ ｄ ｖ ｈ ｃｅ ｌ ｃｒ ｍｅ ｉ ｉ ａ ｃ
ｃ ａ ｉ ａ ｏ ｏ ｉｅ ｂ ａ ｎｇ ｍｅｈ ｄ ｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｃ ｒ ｎｇ ｔ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｆｈ ｂ ｄ ｅ ｅ ｔｉ ｒ ｎ ｍｉ— ｈ ｎ ｃ ｃ ｍｐ ｓｔ ｒ ｋｉ ｔ ｏ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｃ ｏ ｄｉ ｏ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｏ ｙ ｒ ｌ ｃｒｃ ｔａ ｓ ｓ ｌ ｉ ｃ ｉ ｓｏ ｉｎ．Ｂｙ ｍｅ ｎｓｏ ｎ ｌ ｚｎ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｌ ｃｒｃ ｂ ａ ｉ ｇ ａ ｄ ｍｅ ｈａ ｉ ａ ａ ｉ ｎ ｈ ｅ —ｅ ｍｅ ｔ ａ ｆａ ａｙ ｉ ｇ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆｅｅ ｔｉ ｒ ｋ ｎ ｎ ｃ ｎ ｃ ｌｂｒ ｋｎｇ ａ ｄ ｔ ｒ ｅ ｓ ｇ ｎ ｃ ｍｐｏ ｉｅ ｂ ａ ｉ ｇ ｓｒ ｔ ｇ ｏ ｓｔ ｒ ｋ ｎ ｔａｅ ｙ，ｔ ｉ ａ ｅ ｕ ｏ ｗａ ｄ ｔ －ｅ ｍｅ ｔｅ ｅ ｔ ｃ ｌｍｅ ｈａ ｉ ａ ｏ ｏ ｉ ｒ ｋ ｎ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｐ ｔｆ ｒ ｒ ｗｏ ｓ ｇ ｎ ｌｃ ｒ ａ— ｃ ｎ ｃ ｌ ｃ ｍｐ ｓｔ ｂ ａ ｉ ｇ ｉ ｅ ｓｒｔ ｇ ｔａｅ ｙ． Ｓ ｍｕ ａ ｉｎ ｅ ｕ ｔ ｏ ｉ ｌ ｔｏ ｒ ｓ ｌｓ ｆ ＭＡＴＬ ＡＢ／Ｓ ｍｕ ｉｋ ｎ ｉ ａｅ ｔ ｔ ｈｅ ｗｏ ｓ ｇ ｎｔ ｌｃｒｃ ｍｅ ｈａ ｉ ａ ｉ ｌｎ ｉ ｄ ｃ ｔ ｄ ｈａ ｔ ｔ －ｅ ｍｅ ｅｅ ｔ — ｃ ｎ ｃ ｌ ｉ ｃ ｍｐ ｓｔ ｒ ｋ ｎ ｔａｅ ｙ ｍｉｈ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｄ ｍａ ｄ ｏ ｃ ａ ｉ ａ ｒ ｋ ｎ ｏ ｃ ｎ ｅ ｗｅｌａ ｐｌ ｄ． ｏ ｏ ｉ ｂ ａ ｉ ｇ ｓｒ ｔ ｇ ｇ ｔｒ ｄ ｃ ｈ ｅ ｎ ｆｍｅ ｈ ｎ ｃ ｂ ａ ｉ ｇ ｆ ｒ ｅ ａ ｄ ｂ ｌ ｐ ｉ ｅ ｌ ｅ
电传动履带车辆转向行驶控制策略仿真研究_马晓军
{(
1， v2 φg
v2 ＜ 0 ． 5 B， φg
) /( )
2 B ， v ≥ 0 ． 5 B， φg 2
式中： φ 为路面附着系数； g 为重力加速度。
为加速踏板行程； α max 为加速踏板最大有效行程； α0 为加速踏板最小有效行程。 另外， 考虑到驾驶习惯， 需对加速踏板定义进行 即当踏板期望功率低于实际电机输出功率时 ， 修正， 让两侧电机保持滑行而不制动。制动踏板解析与加 速踏板相类似。 2． 2 方向盘信号解析 当方向盘转角位于自由行程以内， 驾驶员意图 驾 解析为直线行驶； 当方向盘转角大于自由行程时， 驶员意图解析为转向。在一般的转速或转矩控制策 略中， 方向 盘 转 角 解 析 为 期 望 的 转 速 或 转 矩 的 差 值 ， 本文将其解析为相对转向半径倒数， 转角越 大， 期望转向半径越小， 由于对称性， 这里只讨论向 右转的解析规则： δ － δ0 1 = ，δ ∈ （ 0 ， 45 ʎ ） 。 * δ max － δ0 ρ 式中： ρ 为期望相对转向半径； δ 为方向盘转角， δ0 为自由行程最小有效转角； δ max 为自由行程最大有 效转角。 8］ 由文献［ 可知： 大半径转向时， 车辆转向角速 度满足 v2 v1 v = = ， ω = R R － B /2 R + B /2 （ 1）
图1
功率调节控制结构框图
不变， 内侧电机跟踪综合控制器给定速度 ， 结构框图 2 ， 2 ， 如图 所示 个驱动电机左右对称 假设车辆向右 转向， 左侧为外侧电机， 右侧为内侧电机。根据加速 踏板的功率需求对外侧电机进行功率分配 ， 对功率 给定 P 采用功率闭环控制， 与直线行驶控制算法 相同。同时根据当前车速 v ， 检测到方向盘转角信 号 δ 和外侧电机转速 ω1 ， 基于履带车辆的运动学公
履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验方法
0
引
言
履带车辆差速转向的特点是：随着转向半径由大到 小变化，内侧履带的转矩方向将会发生变化，由输出功 率状态变为吸收功率状态，而外侧履带的转矩值将会进 一步增大，其输出功率将为发动机功率与内侧履带吸收 功率之和[1-5]。考虑到履带车辆转向过程中内、外侧履带 的工作特点，若要在试验台架上对差速式转向机构进行 转向过程动态特性的模拟是非常困难的，为此，目前通 常采用实车试验的方法对差速转向机构进行转向特性试 验[6-8]，例如：文献[6]在履带车辆模型样车上进行转向试 验，文献[7]在实车上进行了转向力矩与转速的测量，文 献[8]也采用实车试验方式研究打滑条件下的履带车辆转 向特性。实车试验虽然完全反映实际情况，但其增加了 试验成本，试验周期长，调整不方便，因此，寻找更为 实用方便的台架试验方法已成必然[6-11]。本文基于液压恒 压网络中二次元件具有惯量小、响应快以及可以实现四 象限工作等特点，提出了用二次元件模拟发动机转速特 性以及转向机构两侧载荷特性的方法，探索转向机构台 架试验的实现途径。
F2 P2
P 1
1
F1
O C1
C2
2
图 5 0≤ρ ＜0.5 时两侧履带的功率流动情况 Fig.5 Power flow situation of bilateral track when 0≤ρ ＜0.5
2
C C1
差速式转向机构工作原理
1
O
图 2 2 fB / L 时两侧履带的功率流动情况 Fig.2 Power flow situation of bilateral track when 2 fB / L
3 fG Rsp GL Mo Rsp Rsp air CD A(o i ) 2 2 4 B 16
电动汽车低速转向电子差速兼顾辅助转向控制
电动汽车低速转向电子差速兼顾辅助转向控制以后轮自主驱动的电动汽车转向差速控制为基础，同时结合电动汽车低速转向的特点构建一个阿克曼转向模型，再对车辆转向时电子差速的控制发挥出的辅助作用进行全面考虑，进而实现了对低速转向电子差速兼顾辅助转向控制全面的分析。
最终结果表明了通过阿克曼转向差速仿真模型而制定的转矩分配方案，不但发挥出了差速的作用，并且在车辆的转向行驶过程中也表现出了较为出色的辅助效果。
标签：电动汽车;低速转向电子差速;辅助;转向控制一、阿克曼转向模型当车辆转向时，按照阿克曼转向模型，能够得到车辆运动的实际状态，详情见下图1。
在图中，δin与δout是汽车外前轮的转向角度，δ代表的是汽车整体转向的角度，W还有L指的是汽车轴距以及轮距，而R0代表汽车转向半径，Rin以及Rout为汽车内外两侧驱动轮实际的转向半径，车辆行驶速度用v表示，也就是后轮轴线的中点位置以O为中心旋转的速度。
通过上述的阿克曼转向模型，我们可以分析电动汽车各个时刻运动的状态。
对于阿克曼转向模型中的几何关系而言，其中任何一个车轮驶过的路径圆心均汇聚到了汽车后轴延长线转向的中心点上，从而让转向变得更为流畅，同时还可以得到以下公式：R0=L/tanδ（1）r0=L/sinr0（2）Rin=R0-W/2（3）Rout=R0+ W/2（4）二、差速兼顾辅助转向控制1.转矩的分配方案在电动汽车中应用阿克曼转向模型，需要对汽车行驶速度、汽车的动力学模型还有输入转角等参数进行收集，从而得到车轮的转速以及转弯半径等数据，进而计算出车辆内外侧的驱动轮转矩的差值，同时根据驾驶员期待的驱动力橘来做合理化分配，最终让转速差达到转向差速的效果。
下图2即电子差速的控制方案结构示意图。
图2电子差速的控制方案结构示意图为了确保汽车的总驱动力矩处于恒定状态，通过等差值转矩分配法，所以两侧驱动轮分配到的转矩值是：Tin=Td-?T（7）Tout=Td-?T（8）车辆在转向的过程中，其控制系统会收集汽车油门踏板的信号，从而给出特定的总驱动力矩，同时按照方向盘的转角以及车速信号等，最终通过计算来得出汽车内外两侧精准的驱动轮转矩。
电传动履带车辆双侧驱动转矩调节控制策略_邹渊
双电机独立驱动电传动履带车辆动力学模型表
图2
转矩调节控制策略控制系统框图
F ig. 2 Contro l system configuration of tor que - regulat ing control strategy
在转矩调节控制策略中, 驾驶员操纵控制 T 1 、 T 2 之和及 T 1 、 T 2 之差 , 把路面阻力因素排除在外。 相同的 T 1 、 T 2 之和及 T 1 、 T 2 之差与不同阻力共同 作用会表现为不同的直驶平均车速 v 和整 车横摆 角速度 X, 驾驶员感知后由大脑反馈继续操控 T 1 、 T 2 之和及 T 1 、 T 2 之差 , 达到行驶目标。 引入控制量 C 、 N , 规定- 1 [ C[ 1, - 1 [ N[ 1. 假设两侧电机具有完全一致的 最大转矩输出 特性 T
转向过程中两侧电动机转速 ) 转矩关系 , n 2 、 n1 分 别为转向或转向后回正中内外侧电机转速。假设两 侧电机具有相同的最大转矩输出特性并且相同转速 下最大驱动转矩等于制动转矩, T max ( n) 为电机最大输 出转矩。根据电机输出特性 T max( n 1) < T max( n 2) .
第 28 卷第 12 期 2 0 0 7 年 12 月
兵 工 学 报 A CT A AR MA M EN T ARI I
V ol. 28 No. 12 Dec. 2007
电传动履带车辆双侧驱动转矩调节控制策略
邹渊, 孙逢春, 张承宁
( 北京理工大学 机械与车辆工程学院 , 北京 100081)
摘要: 为降低电传动履带车辆双侧驱动转速调节控制策略中电动机控制任务量与难度 , 提出 转矩调节控制策略。 结合双侧电机驱动电传动履带车辆动力学特征, 分析转矩调节控制策略的理 论基础和可行性 。把加速踏板 、 制动踏板以及方向盘操作映射为控制变量 C和 N , 结合驱动电机转 速 ) 转矩特性设计转矩调节控制策略。 在 Simulink/ Stateflow 环境中建立包括驾驶员输入模块 、 转 矩调节控制策略模块 、 电机及控制器模块以及车辆动力学模块的整车驱动系统模型。 不同路面上 多工况仿真和实车行驶试验验证了转矩调节控制策略可行性和有效性 。该控制策略已在车辆上成 功应用。 关键词 : 自动控制技术 ; 电传动履带车辆 ; 转矩调节; 控制 中图分类号 : T J81+ 01 323 文献标志码 : A 文章编号 : 1000 - 1093( 2007) 12 - 1409 - 06
零差速电传动履带车辆整车行驶控制策略研究
（ Ｅ ｇｎｅ ． ｃｅ ｔｉ ｓａｃ ｎｔ ｕ ｅ ｈ ｎ ｒｌ ｕｐ ｎ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｈ Ｌ １． ｎ ｉｅｒＮｏ １Ｓｉｎｉ ｃＲｅｅ ｒｈ Ｉ ｓｉ ｔ，ｔｅＧｅ ｅａ ｉｍｅ ｔＤｅ ａ ｔ ｎ ｆ ｅＰ Ａ，Ｗｕ ｉ １ ０ ５， ｆ ｔ Ｅｑ ｔ ｘ ４ ３ ２
了描述 。 最后， 于在 Ｍａｌ ／ ｉ ｌ ｋ下建 立 的整 车行 驶 系统 仿 真模 型 ， 车辆加 速 和 转 向的动 基 ｔ ｂ Ｓｍｕｉ ａ ｎ 对
态过程 进行 了仿 真， 仿真 结果表 明， 控制 方 案 可 行 并 可 以使 车辆 具有 良好 的加 速 性 能 和 转 向性 该
能。
（ ．中国人 民解放军总装备部工程兵科研一所，江苏 无锡 ２４ ３ ； ． 甲兵工程学院，北京 １ ０ ７ ） １ １０ ５ ２ 装 ０ ０ ２
摘 要 ： 对履 带车 辆 电传 动研 究和 采 用 较 多 的零 差速 电传 动 方 案， 电传 动履 带车 辆 的整 车 针 对
行 驶控 制策 略进行 了研 究， 出了系统控 制方 案 并做 了具 体 的分 析。 基于 电传 动 与传 统传 动装 置 提 本 质上 的不 同和 驾驶操纵 的人机适 应 性， 驾驶信 号 的定义 进 行 了定性 和 定量 的分 析。 对 驱动 电 对 机及其 协 同控 制 ， 出 了直驶 电机 采用基 于有 限功率 的直接 转矩 控制 、 向 电机 采用 直接 转矩控 制 提 转 （ 小半径 转 向） 电流 矢量 控 制（ 半径 转 向） 模 控 制 的 系统控 制 方 法 ； 和 大 双 并对 具体 的控 制 途 径进 行
履带车辆电驱动系统协同仿真与控制策略研究
ｂ ｉ ．Ｔ ｅ ｄ ｉ ｅ ’ ｏ ｔｏ ｉｎ ｌ ａ ｅ ｒ ｄ ｆ ｅ ｕｌ ｔ ｈ ｒｖ ｒ Ｓ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓｇ ａｓ ｒ ｅ ｅ ｉ ｄ，ｔ ｅ ｔｒ ｕ ｏ ｔ ｌ ｓ ｒ ｔ ｇ ｓ ｐ ｔｆ ｒ ａ ｄ ａ ｄ ｒ ａ ｉｅ ｙ ｎ ｈ ｏ ｑ ｅ ｃ ｎ ｒ ｔａｅ ｙ ｉ ｕ ｏ ｗ ｒ ｎ ｅ ｌ ｄ ｂ ｏ ｚ
ｓａｄ ｒ Ｅ ６ ｔｎ ａｄＩＣ １ １ １—３ Ｆ ｎ ｔ ｎ ＢｏｋＤｉ ｒｍ （ Ｂ ３ ｕ ｃｉ ｌｃ ａ ａ ｈ ｏ ｇ ｒｇａ ｍｉｇｌ ｇ ａｅ ｎ ｎｅ ａｉ ｏ ｔ ｌ ．Ｔ ｅ ａ ｇ ｖ ｏｅ
（ 北京理 工大学机械与车辆工程学院 ， 北京 １０ ８ ） ００ １
摘要 ： 了准确分析电传动履带 车辆的驱动特性 ， 为 建立了基于多体动力学软件 Ｒ ｃ ｒ ｙ／Ｔａ ｋ— Ｍ 的履带车辆整车行走 ｅｕＤ ｎ ｒ ｃ Ｈ 系统 的三维多体动力学虚拟样机模 型， 利用 Ｒ ｃ ｒ ｙ／Ｔａ ｋ— Ｍ和控制系统软件 Ｍ ｔ ｂ Ｓ ｕ ｎ 的接 口技术建立 了协 ｅｕ ｎ ｒ Ｄ ｃ Ｈ ａ ａ／ ｉ ｌ ｋ ｌ ｍ ｉ 同仿真模型。 对驾驶员操 纵信号进行 了全新定义 ， 并在此基础上提出并在综合控制器 中用标 准 ＩＣ １３ ３功能块图程序 Ｅ ６ １ １— 语 言实现了转矩控制策略。 通过对０ ～３ ｋ ／ 的加速时 问、 ２ｍ ｈ 最高车速以及转向特性等驱动特性 的协同仿真和实车试验结果 的分析 和比较 ， 从而验证了仿真模 型及转矩控制策略 的正确性 。 第一台电传动履带 车辆原理样车 的成功研 制为进一步深 入
ＣＨＥＮ ｈ — ｙ ｎ Ｓ Ｓ ｕ ｏ ｇ， ＵＮ ｎｇ — ｃ ｕ ＺＨＡＮＧ ｅ ｇ — ｎ ｎ Ｆｅ ｈ ｎ， Ｃｈ ｎ ｉｇ
一种电控履带车辆转向的变速传动箱[发明专利]
![一种电控履带车辆转向的变速传动箱[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/edccca80a98271fe900ef9aa.png)
专利名称：一种电控履带车辆转向的变速传动箱
专利类型：发明专利
发明人：崔华,缪桂荣,周小波,周颢,周宏平,许林云,缪陈,崔子元,崔业民
申请号：CN202011632122.4
申请日：20201231
公开号：CN112833147A
公开日：
20210525
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种电控履带车辆转向的变速传动箱，它能够瞬时控制履带车辆直行、原地转向，操作方便、灵活。
它包括第五、六、八、九输出齿轮轴、第五、六、八、九输出齿轮、第七过渡齿轮轴、第七同步齿轮、第五、六、七、八电磁离合器；第五或第六输出齿轮轴与动力装置的动力输出轴连接，第七同步齿轮分别与第五、六输出齿轮啮合，第五、六输出齿轮轴分别与第五、六电磁离合器主动件连接，第五、六电磁离合器从动件分别与第七、八电磁离合器主动件连接，第七、八电磁离合器主动件分别与第八、九输出齿轮轴连接，第八、九输出齿轮分别与第七、八电磁离合器从动件连接，第八、九输出齿轮之间啮合，第八、九输出齿轮轴分别与履带车辆左右驱动轮连接。
申请人：南通市广益机电有限责任公司
地址：226631 江苏省南通市海安县李堡镇包场北路11号
国籍：CN
代理机构：南京科阔知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：王清义
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基于PLC的机电传动系统的自适应控制策略
基于PLC的机电传动系统的自适应控制策略自适应控制策略是指根据系统当前的运行状态和环境变化，自动调整控制参数或控制方式，以提高控制系统的性能和适应能力。
在基于PLC的机电传动系统中，采用自适应控制策略可以有效提高系统的响应速度、稳定性和精度，并且能够适应不同的工作负载和任务需求。
本文将重点介绍几种常用的基于PLC的机电传动系统的自适应控制策略。
第一种自适应控制策略是基于模型参考自适应控制方法。
这种方法通过建立机电传动系统的数学模型，并以模型为参考，根据传感器反馈信号与预设值的差异来调整控制器的输出信号，使得实际输出与模型输出保持一致。
模型参考自适应控制方法可以有效提高系统的跟踪能力和稳定性，并能够适应系统参数的变化和负载的波动。
第二种自适应控制策略是基于自适应神经网络的控制方法。
由于神经网络具有强大的非线性建模和自适应学习能力，因此可以用来建立机电传动系统的动态模型，并通过训练网络参数来实现系统的控制。
自适应神经网络控制方法可以适应系统的非线性特性和参数变化，具有很好的控制精度和鲁棒性。
第三种自适应控制策略是基于模糊控制的方法。
模糊控制是一种基于经验知识的控制方法，通过模糊化输入和输出变量以及设计一组模糊规则来实现控制。
在基于PLC的机电传动系统中，可以利用模糊控制来处理系统的非线性和不确定性，并根据系统当前的状态和环境变化来调整控制输出，以实现自适应控制。
模糊控制方法具有简单、直观、适应性强的特点，对于一些复杂的机电传动系统具有良好的控制效果。
除了以上三种常用的自适应控制策略，还有一些其他的方法可以用于基于PLC的机电传动系统的自适应控制中，例如遗传算法、粒子群算法等优化算法，以及自适应辨识方法等。
根据不同的控制需求和系统特点，可以选择合适的自适应控制策略。
总之，基于PLC的机电传动系统的自适应控制策略可以提高系统的响应速度、稳定性和精度，并能够适应不同的工作负载和任务需求。
通过建立系统的数学模型、利用神经网络、模糊控制或者其他优化算法，可以实现自适应调整控制器的输出信号，以使系统实际输出与期望输出保持一致。
双侧电驱动履带车辆等效条件积分滑模稳定转向控制
双侧电驱动履带车辆等效条件积分滑模稳定转向控制曾庆含;马晓军;廖自力;魏曙光【摘要】履带车辆转向阻力随行驶状态呈现非线性、大范围变化的现象,且由于车辆惯性大、电机驱动能力有限,易进入深度饱和状态,而双侧电机动力相互独立,要实现车辆全速度范围的稳定转向必须对两侧力矩进行有效控制.针对以上问题,设计了一种横摆角速度控制律.开展转向动力学分析,提出速度、横摆角速度转向控制结构;设计了一种带等效控制项的条件积分滑模控制算法,通过引入等效控制项,提高系统响应速度,减小滑模抖振;通过引入条件积分控制项,使滑模控制项边界层外与经典滑模性能一致,鲁棒性强,边界层内平滑切换为Anti-Windup结构的PI控制,便于消除误差,抑制积分饱和.Matlab与RecurDyn联合仿真表明,提出的算法具备跟踪能力强、抗扰动和饱和、输出控制量平滑的优点,能够实现车辆稳定转向控制.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2016(037)008【总页数】8页(P1351-1358)【关键词】兵器科学与技术;履带车辆;电传动;转向控制;滑模控制【作者】曾庆含;马晓军;廖自力;魏曙光【作者单位】装甲兵工程学院全电化技术重点实验室,北京100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京100072;装甲兵工程学院全电化技术重点实验室,北京100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京100072;装甲兵工程学院全电化技术重点实验室,北京100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京100072;装甲兵工程学院全电化技术重点实验室,北京100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京100072【正文语种】中文【中图分类】TJ81+0.323双侧电驱动结构简单、控制方便，在履带车辆中被广泛采用，美国M113、瑞典SEP以及北京理工大学的电驱动履带样车均采用该结构［1-3］。
该方案中两侧驱动系统输出动力相对独立，要精确、稳定地转向，需要对其进行闭环反馈控制，协调控制两侧输出动力。
双电机耦合驱动履带车辆自适应滑模转向控制
双电机耦合驱动履带车辆自适应滑模转向控制盖江涛;黄守道;周广明;刘翼;马田【摘要】针对双电机耦合驱动履带车辆转向动力学模型具有多输入多输出(MIMO)、非线性且参数不确定的特点,对系统进行解耦,分解为车速控制系统和转向角速度控制系统.在车速控制系统中为实现车速跟踪误差的收敛,根据期望车速与当前速度信息,提出了鲁棒滑模变结构控制算法;在转向角速度控制系统中,提出了针对转向角速度的模糊滑模自适应控制算法.通过“驾驶员-控制器”在环的双电机耦合驱动履带车辆实时仿真系统,对控制算法进行了仿真实验验证,证明了该控制算法的有效性.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2015(036)003【总页数】7页(P405-411)【关键词】兵器科学与技术;履带车辆;转向;解耦控制;滑模变结构【作者】盖江涛;黄守道;周广明;刘翼;马田【作者单位】湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082;中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室,北京100072;湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082;中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室,北京100072;中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室,北京100072;中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室,北京100072【正文语种】中文【中图分类】TP2采用电传动可以使履带车辆实现能源的多元化利用，比机械或液力机械综合传动具有诸多无可比拟的优点，如无级变速、效率高、易于布置、更适合于采用现代控制技术等优点［1］。
转向控制技术极大地影响着车辆的机动性能。
为了解决经典的双电机独立驱动无法实现履带车辆转向再生功率机械循环的问题［2］，文献［3］提出了一种双电机耦合驱动技术方案，是典型的双输入双输出系统。
目前的电传动履带车辆转向控制策略，一般都没有考虑履带车辆的转向动力学过程对电机的驱动转矩做反馈性自适应调节，导致较难实现任意转向目标的跟踪控制。
文献［4］基于神经网络PID控制方法，实现了一定车速范围内的转向目标跟踪控制，但由于其神经网络主要针对电机阻力矩进行训练，较难体现履带车辆高速转向时的惯性力负载，只实现了低速转向具有较好的操控性能。
履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验研究_图文(精)
液压与气动2009年第7期统的模糊PI D 控制比传统的PI D 控制有较小的超调量和较快的响应速度。
参考文献:[1] H ong ren L. i H ydrauli c contro l syste m [M].Be iji ng :N ati onalD efence Industry Press , 1990.[2] 贺云波, 等. 电液伺服系统的完整建模及变尺度多调整因子解析模糊控制[J].机床与液压, 2000(5.[3] 李士勇, 模糊控制和智能控制理论与应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 1990.[4] 韦巍. 智能控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2007. [5] 李国勇. 智能控制及其M ATLAB 实现[M ].北京:电子工业出版社, 2005.[6] 顾瑞龙. 控制理论及电液控制系统[M ].北京:机械工业出版社, 1984.[7] Corbe t T. , Sepehr iN. , L aw rence , P. D . . Fuzzy con tro l o f ac l ass o f hydrauli ca lly actuated i ndustr i a l robo ts[J].IEEET ransac ti ons on Control Syste m s T echno logy 1996, 4(4:419-429.履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验研究荆崇波, 魏超, 刘丁华Experm i ental I nvesti gati on on Steeri ng Characteristic of Trac ked V ehicle w it h Hydrau lic Steeri ng M echanis mJING Cong bo , W E I Chao , LIU D i n g hua(北京理工大学, 北京 100081摘要:阐述了履带车辆转向过程的转向特性以及液压无级差速转向机构的工作原理, 提出了用液压次级动态仿真试验台模拟履带车辆转向过程的试验方案, 在此基础上, 完成了液压无级转向机构的转向性能试验。
采用线性自抗扰的电传动履带车辆电子差速控制
采用线性自抗扰的电传动履带车辆电子差速控制马晓军;曾庆含;袁东;刘春光;魏曙光【摘要】履带车辆行驶工况复杂多变,驱动电机调速范围宽,负载的非线性、不确定性和耦合性强,如何保持两侧电机速度差值恒定实现稳定行驶一直是研究的难点.文中提出一种电子差速控制策略,将线性自抗扰(LADRC)控制算法应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统调速控制中,利用线性扩张状态观测器估计所有未知扰动作用量并给予实时动态补偿,从而抑制扰动,提高系统动态性能.基于Matlab和RecurDyn软件开展联合仿真分析,进行电机台架试验.仿真及试验结果表明:采用LADRC调节的转速控制策略,响应快速无超调,抗扰能力强,参数适应性好,能有效提高车辆行驶稳定性,且算法计算量小,易于工程实现.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2014(035)012【总页数】7页(P1944-1950)【关键词】兵器科学与技术;履带车辆;电传动;线性自抗扰;电子差速【作者】马晓军;曾庆含;袁东;刘春光;魏曙光【作者单位】装甲兵工程学院陆战平台全电化技术实验室,北京100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京100072;装甲兵工程学院陆战平台全电化技术实验室,北京100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京100072;装甲兵工程学院陆战平台全电化技术实验室,北京100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京100072;装甲兵工程学院陆战平台全电化技术实验室,北京100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京100072;装甲兵工程学院陆战平台全电化技术实验室,北京100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京100072【正文语种】中文【中图分类】TJ81目前,典型的电传动履带车辆一般采用双侧电机式驱动结构,采用转速或转矩控制策略实现对车辆两侧驱动力的合理分配,达到车辆期望行驶目的。
由于永磁同步电机(PMSM)具有结构简单、效率高、功率密度高、调速范围宽等诸多突出优点,适用于高功率密度驱动场合,在电传动车辆驱动领域也已得到广泛应用[1-4]。
电传动履带车辆横坡直驶控制策略研究
电传动履带车辆横坡直驶控制策略研究
郭汾;孙逢春;吴涛
【期刊名称】《兵工学报》
【年(卷),期】2008(029)003
【摘要】推导了横坡直驶动力学模型、预测及控制模型.在对驾驶意图及车辆运动状态识别分析的基础上,对比传统履带横坡直驶控制,提出了一套全新的电传动履带车辆横坡平稳直驶控制思路和方法.针对不同路面变化、不同行驶速度变化的横坡工况,利用Matlab/Simulink软件对电传动履带车辆横坡平稳直驶控制系统进行了建模与仿真.验证了所建立的模型和所采用的横坡平稳直驶控制策略, 并得出了不同工况下的仿真结果.
【总页数】5页(P257-261)
【作者】郭汾;孙逢春;吴涛
【作者单位】北京理工大学,机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学,机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学,机械与车辆工程学院,北京,100081【正文语种】中文
【中图分类】TJ81
【相关文献】
1.零差速电传动履带车辆转向负载自适应控制策略研究 [J], 刘翼;毛明;马晓枫;盖江涛
2.双电机独立驱动履带车辆直驶稳定控制研究 [J], 孙红要;张承宁;曹磊
3.电传动履带车辆转向补偿控制策略研究 [J], 涂群章;张晓辰;潘明;冯霞;郑伟杰
4.基于模糊PID算法的双侧电传动履带车辆转向控制策略研究 [J], 陈泽宇;赵广耀;翟丽;周淑文
5.带耦合机构的串联式履带车辆直驶稳定性控制 [J], 刘辉;张聪;韩立金;曹福辉;王伟达;侯旭朝
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电传动履带车辆双侧驱动转矩调节控制策略
电传动履带车辆双侧驱动转矩调节控制策略
邹渊;孙逢春;张承宁
【期刊名称】《兵工学报》
【年(卷),期】2007(028)012
【摘要】为降低电传动履带车辆双侧驱动转速调节控制策略中电动机控制任务量与难度,提出转矩调节控制策略.结合双侧电机驱动电传动履带车辆动力学特征,分析转矩调节控制策略的理论基础和可行性.把加速踏板、制动踏板以及方向盘操作映射为控制变量γ和ξ,结合驱动电机转速-转矩特性设计转矩调节控制策略.在Simulink/Stateflow环境中建立包括驾驶员输入模块、转矩调节控制策略模块、电机及控制器模块以及车辆动力学模块的整车驱动系统模型.不同路面上多工况仿真和实车行驶试验验证了转矩调节控制策略可行性和有效性.该控制策略已在车辆上成功应用.
【总页数】6页(P1409-1414)
【作者】邹渊;孙逢春;张承宁
【作者单位】北京理工大学,机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学,机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学,机械与车辆工程学院,北京,100081【正文语种】中文
【中图分类】TJ81
【相关文献】
1.基于模糊PID算法的双侧电传动履带车辆转向控制策略研究 [J], 陈泽宇;赵广耀;翟丽;周淑文
2.双侧电传动履带车辆小半径转向控制策略 [J], 陈泽宇;张承宁;李军求;武小花
3.基于转矩控制策略的电传动履带车辆驱动特性研究 [J], 孙逢春;陈树勇;郭汾
4.电传动履带车辆“驾驶员—综合控制器”在环的双侧驱动控制实时仿真 [J], 邹渊;孙逢春;张承宁
5.电传动履带车辆双侧驱动转速调节控制策略 [J], 邹渊;孙逢春;张承宁
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履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验方法
履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验方法
荆崇波;魏超;李雪原;彭增雄
【期刊名称】《农业工程学报》
【年(卷),期】2009(025)007
【摘要】该文研究了履带车辆在不同转向半径下转向的两侧履带功率流动特性及液压无级差速转向机构的工作原理.在此基础上,确定了用试验台模拟履带车辆转向过程的试验方案,提出了用试验台驱动装置模拟发动机特性以及加载装置模拟转向过程动态负载的方法,完成液压无级差速转向机构转向过程的动态特性试验.结果表明:履带车辆转向过程中内侧履带由输出功率到输入功率以及外侧履带输出功率进一步增大的变化特点,能够在液压二次调节实验台上予以完成.此试验方法成功解决了履带车辆转向特性试验的台架实现问题.
【总页数】5页(P62-66)
【作者】荆崇波;魏超;李雪原;彭增雄
【作者单位】北京理工大学车辆传动国家重点实验室,北京,100081;北京理工大学车辆传动国家重点实验室,北京,100081;北京理工大学车辆传动国家重点实验室,北京,100081;北京理工大学车辆传动国家重点实验室,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TJ811
【相关文献】
1.履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验研究 [J], 荆崇波;魏超;刘丁华
2.履带车辆液压机械差速转向机构转向性能研究 [J], 曹付义;周志立;徐立友
3.动力差速转向机构履带车辆载荷比与转向系数的关系 [J], 迟媛
4.履带车辆差速式转向机构性能试验 [J], 迟媛;蒋恩臣
5.基于新型双功率流差速转向机构的履带车辆转向性能 [J], 石志标;刘江;高峰;曾文
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电传动履带车辆驱动系统建模与转向特性研究
电传动履带车辆驱动系统建模与转向特性研究
陈树勇;孙逢春
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2006(18)10
【摘要】为准确分析某电传动履带车辆转向特性,运用现代设计理论与方法—协同仿真与虚拟样机技术,借助动力学分析软件RecurDyn/Track-HM和控制系统分析软件Matlab/Simulink仿真平台,建立了整车行动部分三维多体动力学模型和控制系统模型。
以不同车速v、不同转向半径R下的转向特性为例,对其进行了理论分析与协同仿真分析,并通过与理论计算和试验结果对比验证了模型的正确性。
该方法对深入了解整车的转向特性以及试验调试策略具有重要指导意义,可进一步缩短研制周期,降低研究成本,同时为履带车辆电驱动系统动态特性的深入研究提供了一条新的思路。
【总页数】5页(P2815-2818)
【关键词】电传动;履带车辆;协同仿真;转向特性;RecurDyn
【作者】陈树勇;孙逢春
【作者单位】北京理工大学机械与车辆工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.操纵快慢对液压驱动履带车辆转向系统动态特性的影响 [J], 杨磊;顾宏弢
2.履带车辆电驱动系统小半径转向计算研究 [J], 滕启治;谷中丽;孙逢春
3.电传动履带车辆感应电机驱动系统建模与性能预测 [J], 陈树勇;孙逢春
4.基于耦合机构的电传动履带车辆驱动系统建模与仿真 [J], 马骏;贾小平;于魁龙;杨众
5.考虑履带滑转滑移的电驱动履带车辆转向控制 [J], 盖江涛;刘春生;马长军;沈宏继
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２ ０ １ ３年第 １ 期
车 辆 与 动 力 技 术
Ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ＆ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
总第 １ ２ ９期
文章 编 号 ：１ ０ ０ ９— ４ ６ ８ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ０ ７— ０ ５
零差 速 电传 动履 带车辆转 向负载 自适应控 制策 略研 究
关键词 ：履带车辆 ；零差速 电传动 ；转 向稳定性 ；自适应控制
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ６ ９ ． ６ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｓ ｅ ｌ ｆ － ａ ｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｉ ｎｇ ｌ ｅ
刘 翼 ， 毛 明 ， 马 晓枫 ， 盖 江 涛
（ 中国北方车辆研究所 ，北京 １ ０ ０ ０ ７ ２ ）
Байду номын сангаас
摘
要： 针对零差速 电传 动履带 车辆 ，提 出了一种包含转速 闭环控制 的 自适应于转 向负载 的控制策略．通过对转
向动力学模 型进行等效线性转换 ，推导 了适应模型参 考 自 适 应控制基 本原理 的电机需 求转矩计 算方程 ，综合 了
自适应控制律 ．对采用转矩控制策 略、转速控制策略 和 自适应控 制策 略下 的 ３种负载 突变转 向过程进行 了对 比 仿真．所得结果说 明，在应用 自适应控制后 ，地 面负载变 化时 ，履带 车辆 能够获得期 望的转 向角速度 响应． 自 适应控制策 略保持车辆转 向稳定性 的控制能力优 于传统 的转矩控制策 略和转速控制策 略．
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ Ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ７ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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